راهی برای از بین بردن اتصال کوتاه‌های خطرناک در باتری‌های لیتیومی پیدا شده است

نقص‌های خطرناک باتری لیتیومی ممکن است در داخل الکترولیت رشد کنند

به گزارش مجله خبری نگار،باتری‌های لیتیوم-فلز یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی محسوب می‌شوند که ظرفیت بالایی را با وزن و حجم کم ارائه می‌دهند. با این حال، توسعه آنها به دلیل تشکیل دندریت‌ها - سوزن‌های فلزی نازک ساخته شده از لیتیوم که می‌توانند باعث اتصال کوتاه و خرابی باتری شوند - با مشکل مواجه شده است. دانشمندان دانشگاه فنی مونیخ کشف کرده‌اند که این ساختار‌ها نه تنها در سطح مشترک الکترود، بلکه مستقیماً در خود الکترولیت نیز می‌توانند تشکیل شوند. این مطالعه در مجله Nature Communications (NatCom) منتشر شده است.

تاکنون اعتقاد بر این بود که الکترولیت‌های جامد، به ویژه الکترولیت‌های پلیمری، قادر به جلوگیری از رشد دندریت‌ها هستند.

فابیان آپفلبک، دانشجوی کارشناسی ارشد و نویسنده‌ی اول این مطالعه، توضیح داد: «اندازه‌گیری‌های ما نشان داد که دندریت‌ها می‌توانند در ماده‌ای رشد کنند که در واقع باید آنها را متوقف کند.»

الکترولیت‌های پلیمری در واقع ایمن‌تر از الکترولیت‌های مایع هستند: آنها غیرقابل اشتعال و ضد نشت هستند و جداسازی الکترود را به طور قابل اعتمادی تضمین می‌کنند. با این حال، نتایج جدید یک فرض کلیدی در توسعه باتری‌های لیتیومی را به چالش می‌کشد.

این مطالعه با استفاده از پراش پرتو ایکس نانوفوکوس در شتاب‌دهنده ذرات DESY در هامبورگ انجام شد. دانشمندان با استفاده از یک پرتو پرتو ایکس با قطر تنها ۳۵۰ نانومتر، برای اولین بار توانستند تغییرات میکروسکوپی را در الکترولیت پلیمری تحت شرایط عملیاتی باتری در دنیای واقعی مشاهده کنند.

پروفسور پیتر مولر-بوشبام، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، نتیجه گرفت: «تاکنون اعتقاد بر این بود که دندریت‌ها فقط در سطح مشترک بین الکترود و الکترولیت ظاهر می‌شوند. این واقعیت که آنها می‌توانند درون ماده تشکیل شوند، غیرمنتظره بود. این دانش به ایجاد مواد جدیدی کمک می‌کند که در آنها چنین تبلوری غیرممکن خواهد بود.» «چنین باتری‌هایی کارآمدتر، ایمن‌تر و بادوام‌تر خواهند بود.»

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری