به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، باتریهای لیتیوم-یون به خودروهای الکتریکی و بیشتر تجهیزات الکترونیکی از لپتاپ گرفته تا تلفنهای هوشمند، تبلتها، لوازم خانگی هوشمند و دستگاههای پوشیدنی نیرو میدهند. این باتریها با به حرکت درآوردن یونهای لیتیوم بین دو الکترود که به عنوان آند و کاتد شناخته میشوند، شارژ و دشارژ میشوند.
به نقل از تکاکسپلور، یونهای لیتیوم در طول فرآیند تخلیه، از آند به کاتد حرکت میکنند و در طول شارژ، در جهت مخالف به حرکت درمیآیند. هر دو الکترود براساس مواد فعالی ساخته شدهاند که به طور مداوم با ورود و خروج یونهای لیتیوم به تغییرات شیمیایی و ساختاری دچار میشوند.
از آنجا که بسیاری از مواد کاتد شکننده هستند، تنش مکانیکی که به مرور زمان روی آنها انباشته میشود، میتواند به ترک خوردن آنها منجر شود. این فرآیند، عملکرد باتریهای لیتیوم-یون را کاهش میدهد و به از دست رفتن تدریجی ظرفیت انرژی آنها منجر میشود.
پژوهشگران «دانشگاه پلیتکنیک هنگ کنگ» (PolyU) و «دانشگاه علوم و فناوری هنگ کنگ» (HKUST) یک نانوپوشش محافظ طراحی کردهاند که میتواند تنش را به طور یکنواختتری در کاتدها توزیع کند و تشکیل ترکهای ریز که عملکرد باتری را کاهش میدهند، به تأخیر بیندازد یا از آن جلوگیری کند. این پوشش جدید در اصل یک لایه پلیمری بسیار نازک و انعطافپذیر است که تحت فشار مکانیکی تغییر شکل میدهد و سپس به سرعت شکل اولیه خود را بازیابی میکند.
«کیانگ لیو» (Qiang Liu) از پژوهشگران این پروژه گفت: دلیل اصلی انجام دادن این پژوهش، یک مشکل مداوم در مواد باتری پیشرفته بود که افت عملکرد اکسیدهای لایهای غنی از نیکل است. این مواد، چگالی انرژی بالایی را برای باتریهای لیتیوم-یون و نسل بعدی باتریهای حالت جامد نوید میدهند، اما به دلیل ریزترکها، به مرور زمان …
