ايتنا - باتری لیتیوم-فلزی با ژل نوین به پایداری ۹۰۰۰ ساعته رسید

پژوهشگران دانشگاه نانکای و همکارانشان در چین، دست به پیشرفتی بزرگ در فناوری باتری زده‌اند.

به گزارش ایتنا و به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، گفته می‌شود، آن‌ها الکترولیت ژلی یوتکتیک عمیق فلوردار (DEGE) نوینی ساخته‌اند که چالش‌های ایمنی و عملکرد باتری‌های لیتیوم-فلزی را برطرف کرده است.

پژوهشگران در یک بیانیهٔ مطبوعاتی اعلام کردند: «آزمون‌های الکتروشیمیایی نتایج شگفت‌انگیزی داشت: سلول‌های متقارن Li||Li بیش از ۹۰۰۰ ساعت به طور پایدار چرخه زدند و سلول‌های Li||LiFePO4 پس از ۲۵۰۰ چرخه، ۸۱٫۷ درصد ظرفیت را حفظ کردند».

گفتنی است حتی در دمای بالا (۸۰ درجه سلسیوس)، الکترولیت ۳۰۰ چرخه پایدار ماند. همچنین، باتری‌های لیتیوم-فلزی به دلیل ظرفیت نظری بالا، برای ذخیره‌سازی انرژی آینده ضروری به شمار می‌روند.

با این حال، الکترولیت‌های مایع سنتی خطر نشت، اشتعال و تشکیل دندریت‌های لیتیومی – تیغک‌های میکروسکوپی فلزی که مدار کوتاه ایجاد می‌کنند – را به همراه دارند.

ژل‌های الکترولیتی پیشرفته پیشین، هرچند بهبودهایی داشتند، اما از لایه‌های محافظ ناپایدار (SEI) رنج می‌بردند و دوامشان محدود بود. اما تیم تحت رهبری نانکای، این ناپایداری را با طراحی مولکولی دقیق هدف گرفت.

آن‌ها مجموعه‌ای از آمیدهای فلوردار ساختند و ۲،۲،۲-تری‌فلورو-ان-متیل‌استامید (C=Oα3F) را به عنوان جزء ایده‌آل برگزیدند. این مولکول، هم انرژی مدار خالی پایین (LUMO) کمی دارد و هم مانع اندکی برای آزادسازی یون‌های لیتیوم.

بر این اساس، اثر دوگانه آن تشکیل سریع SEI فشرده غنی از LiF و Li3N را تسهیل می‌کند و رابط محافظ مکانیکی مستحکمی پدید می‌آورد.

گفتنی است، این نوآوری می‌تواند گذار به فناوری‌های انرژی پاک را شتاب بخشد؛ باتری‌هایی با چگالی انرژی بالاتر، عمر طولانی‌تر و عملیات ایمن‌تر که به حمل‌ونقل پایدار و یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر در جهان یاری می‌رساند.