ارتقای باتری‌های لیتیوم-یونی با موادی که در اسفالت استفاده می شود. به گزارش گلوبایت کتاب به نقل از ایسنا، محققان دانشگاه رایس موفق شدند با استفاده از افزودن آسفالت به باتری‌های لیتیوم-آهن، قابلیت‌های آنها را تا حد خوبی افزایش دهند.
گیزمگ افزود، باتری‌های لیتیوم-یونی با همه قابلیت‌ها و گستردگی‌های خود تقریبا به پایان راه خود نزدیک شده‌اند و محققان اعلام کرده‌اند که این باتری‌ها تقریبا به حداکثر قابلیت خود رسیده‌اند و نمی‌توان از آنها بیش از این انتظار داشت.
با توجه به این محدودیت محققان به سمت باتری‌های لیتیوم-هوا و لیتیوم-آهن رفته‌اند تا بتوانند به قابلیت‌های جدیدتر و بهتر دست پیدا کنند و ارتقای باتری‌های لیتیوم-یونی را انجام دهند.
حال محققان دانشگاه رایس در تحقیقات خود متوجه شده‌اند که افزودن آسفالت به بخش آندی(anode) باتری‌های لیتیوم-آهن سبب میشود این باتری‌ها سریع‌تر شارژ شوند و همچنین جلو اتصال در مدار این باتری‌ها و ایجاد اختلال در عملکرد آنها را می‌گیرد.
برای تولید این باتری محققان از ماده‌ای به نام “گیلسونیت”(gilsonite) که یکی از مشتقات آسفالت است استفاده و برای ایجاد خاصیت رسانایی در آن، از نانوذرات گرافن استفاده کردند. این ترکیب با استفاده از فرایند رسوب الکتروشیمیایی در فلز لیتیوم یک آند ایجاد میشود. باتری نهایی با ترکیب این آند با یک کاتد(Cathode) از جنس کربن خالص ساخته شد.
محققان بیش از ۵۰۰ بار این باتری‌ها را شارژ و تخلیه کردند و متوجه شدند مواد کربن متخلخل موجود در این باتری سبب پایدارتر شدن عملکرد این باتری شده است.
چگالی توانی این باتری‌ها ۱۳۲۲ وات بر کیلوگرم و چگالی انرژی آنها ۹۴۳ وات‌ساعت بر کیلوگرم است. تراکم جریانی این باتری‌ها بالای ۲۰ میلی‌آمپر در هر سانتی‌متر مربع است که سبب میشود بسیار سریع‌تر از باتری‌های معمولی شارژ شوند. این باتری‌ها فقط در پنج دقیقه شارژ می‌شوند.
قابلیت دیگر این باتری این است که از شکل‌گیری “دندریت” جلوگیری می‌کند. این ذرات سبب میشود که باتری اتصالی کرده و در مواردی آتش گرفته و یا منفجر شود.
محققان این پروژه اعلام کرده‌اند که علاوه بر تمام قابلیت‌های ذکر شده این باتری‌ها ارزان‌تر از نمونه‌های قبلی بوده و نیازی به ایجاد نانولوله‌های گرافنی وجود ندارد که سبب میشود تا حد زیادی فرایند ساخت باتری ساده‌سازی شود.
نتایج این تحقیق در نشریه علمی ACS Nano منتشر شده است.
شما می توانید کتب و مقالات مربوط به علوم مهندسی را از گلوبایت کتاب تهیه کنید و اگر کتاب و مقاله مورد نظرتان موجود نبود از لینک درخواست کتاب نام آن را جهت بررسی برای ما بفرستید.
مطالب مرتبط:
