تحول در ساخت باتری‌های قابل شارژ

تغییرات جدید، بازده باتری‌ها را افزایش می‌دهد

بازار رو به گسترش لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه و پخش‌کننده‌های MP۳ باعث افزایش تقاضا برای باتری‌های قابل شارژ شده است.

در سراسر جهان دانشمندان و مهندسان دنبال راه هایی برای بهبود چگالی انرژی، طول عمر و عملکرد باتری های لیتیوم ـ یون هستند و بتازگی محققان ژاپنی گزارشی مبنی بر پیشرفت در فناوری باتری لیتیوم ـ یون ارائه کرده اند که از آن به عنوان یک پیشرفت عمده یاد می کنند. آنها یک کاتد (الکترود مثبت) از اکسیدکبالت لیتیوم (LiCoO۲) ساخته اند که در آن تک تک اجزای ترکیب در یک جهتگیری خاص قرار دارد. طبق گفته محققان این امر باعث می شود بازده این باتری ها نسبت به باتری هایی که در آنها جهتگیری های متفاوتی وجود دارد به طور قابل توجهی افزایش یابد.

در باتری های غیرقابل شارژ و همین طور باتری های قابل شارژ طی یک واکنش الکتروشیمیایی شامل کاتد، آند و الکترولیت جریان الکتریکی تولید می شود. در باتری های قابل شارژ ولتاژ جریان الکتریکی تولید شده بیشتر از باتری های دیگر است و این یکی از ویژگی های این نوع باتری ها به شمار می آید. در زمان تخلیه شارژ یون های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند و هنگام شارژ شدن این جریان وارونه می شود تا شارژ از دست رفته به باتری بازگردد. ساختار مواد کاتد به صورت لایه لایه است و این امر باعث تسهیل ورود یون های لیتیوم می شود. اگر ساختار دارای جهتگیری خاصی باشد دسترسی یون های لیتیوم به شبکه آسان تر خواهد شد و در نتیجه روند شارژ و دشارژ بهبود خواهد یافت. محققان با استفاده از یک میدان مغناطیسی در حال چرخش توانستند ساختار میکروسکوپی اجزای اکسیدکبالت لیتیوم (LiCoO۲) موجود در کاتد را بسازند. این اجزا باعث دسترسی آسان تر یون لیتیوم و در نتیجه جریان بسیار کارآمد الکترون ها در هر دو جهت می شود. بعلاوه، باتری های قابل شارژ می تواند از لحاظ زیست محیطی و مسائل اقتصادی سودمند باشد.

sciencedaily

مترجم: ندا ابوطالبی راد