آینده‌ی باتری‌ها، دنیای متفاوتی دارد
آینده‌ی باتری‌ها، دنیای متفاوتی دارد
مجله علمی ایلیاد - مقاله‌ی جدیدی اخیراً منتشر شده که در آن مهندسین، پیشرفت عمده‌ای در باتری‌های «لیتیوم-فلزی» را اعلام کرده‌اند. این باتری‌های جدید طی مدت زمان کوتاهی شارژ می‌شوند. شارژ سریع این باتری‌ها به خاطر کریستال‌های لیتیوم فلزی است که امکان هسته‌زایی و رشد سریع بر روی یک سطح کوچک را دارند.
در این روش جدید، کریستال‌ها بر روی صفحه‌ای که لیتیوم به آن تمایل نشان نمی‌دهد، رشد می‌کنند و از این طریق لایه‌ای چگال از لیتیوم فلزی شکل می‌گیرد. این لایه یکنواخت چیزی است که متخصصین باتری همیشه به دنبال ساخت آن هستند. شکل‌گیری این لایه‌ی لیتیوم فلزی در آند باتری تاثیر زیادی بر روی سرعت شارژ باتری دارد. سرعت شارژ یک ساعته این باتری‌های لیتیوم فلزی چیزی است که قابلیت رقابت با باتری‌های لیتیوم یونی را دارد.
برای تولید کریستال‌های لیتیوم فلزی، محققین سطوح مسی را به‌عنوان آند باتری و نانوکامپوزیت لیتیوم فلورید و آهن را به‌عنوان کاتد باتری مورد استفاده قرار داده‌اند. در این روش، استفاده از سطح لیتیوم فلورید باعث شکل‌گیری هسته‌ی کریستال‌ها می‌شود و سطوح لیتیومی یکنواخت در ادامه شکل می‌گیرند.
چیزی که در این تحقیقات جدید اختراع محسوب می‌شود، سطح نانوکامپوزیتی است. در واقع محققین همیشه به دنبال سطحی بودند که بتواند باعث شکل‌گیری کریستال‌های لیتیوم شود. تا کنون محققین سعی می‌کردند سطوحی را برای این کار انتخاب کنند که لیتیوم به سمت آن‌ها کشش داشته باشد، ولی در این پژوهش جدید مشخص شد که همیشه نباید این راهکار دنبال شود و با انتخاب سطوح مختلف بالاخره سطحی که بتواند بیشترین هسته‌های کریستالی را ایجاد کند، انتخاب شد.
تا کنون استفاده از باتری‌های لیتیوم فلزی برای استفاده در خودروهای الکتریکی با چالش جدی مواجه بود. این نوع باتری‌ها علی‌رغم اینکه ظرفیت بالایی در چگالی انرژی دارند، ولی همیشه این مشکل را داشته‌اند که شارژ مجدد آن‌ها زمان زیادی می‌برد و در طول زمان عملکرد باتری ضعیف می‌شد. اکنون با راهکار جدیدی که محققین دانشگاه سن‌دیگو کالیفرنیا پیشنهاد داده‌اند، می‌توان امید داشت که در آینده بتوان از باتری‌های لیتیوم فلزی در خودروهای الکتریکی و دیگر وسایل برقی استفاده کرد.