ژاپن باتری ضد آتش ساخت

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، گروهی از محققان ژاپنی یک باتری لیتیوم یونی شبه جامد (LIB) غیر قابل اشتعال ابداع کرده‌اند که چالش‌های باتری‌های معمول را ندارد.

 محققان دانشگاه دوشیشا و شرکت TDK این باتری را ابداع کرده‌اند که الکترولیت مایع و جامد را ترکیب می‌کند تاایمنی و کارآمدی را ارتقا دهد. افزایش تراکم انرژی مثبت و منفی مواد فعال الکترود به طور معمول چرخه عملکرد و ایمنی راکاهش می‌دهد، اما این نوآوری یک راه حل ایمن ارائه می‌کند.

 به گفته محققان طراحی باتری در مقایسه با باتری‌های تماما جامد ایمن‌تر وماندگارتر است و از سوی دیگر تراکم بالای انرژی را حفظ می‌کند. در خلاصه پژوهش آمده است: ارتقای ایمنی و عملکرد شارژ و تخلیه شارژ قابلیت‌های اجرایی باتری‌های شبه جامدرا به عنوان فناوری آینده نشان می‌دهد.

باتری‌های شبه جامد تقاضای بازار را تامین می‌کنند و همزمان از فناوری‌های حافظ محیط زیست نیز پشتیبانی می‌کنند.

 اما ارتقای ایمنی، اعتبار، تراکم انرژی، قابلیت بازیافت و همخوانی با محیط زیست همچنان حیاتی است. هرچند الکترولیت‌های ارگانیک به ایجاد ولتاژ بالا در LIB‌ها منجر می‌شوند، اما نیازمند اقدامات ایمنی قدرتمندی هستند. الکترولیت‌های جامد جایگزین ایمن تری هستند و و توجهات را به باتری‌های تماما جامد جلب کرده‌اند.

 اما این نوع الکترولیت‌ها در حفظ تداخل جامد-جامد دچار چالش می‌شوند که دلیل این امر انبساط الکترود و انقباض آن طی چرخه‌های شارژ و تخلیه شارژ است. برای برطراف کردن این چالش به مواد با اینترفاز مشترک نیاز است که انعطاف پذیری، غیر اشتعال زایی و رسانایی یونی بالا را فراهم می‌کنند.

موادی که کاندیدای مناسبی برای این وضعیت به شمار می‌روند الکترولیت‌های پلیمری الاستیکی و حلال‌های ارگانیگ غیرقابل اشتعال هستند. تحقیقات جدید به پیشرفت‌هایی در این زمینه مانند استفاده از ژل‌های مبتنی بر پلی‌دی‌متیل سیلوکسان و محلول‌های نمک لیتیوم با غلظت بالا برای افزایش عملکرد را برجسته کرده‌اند.

 با وجود این پیشرفت ها، چالش‌هایی مانند انتقال کند لیتیوم- یون و اختلال در تداخل نیز وجود دارد. محققان ژاپنی برای برطرف کردن این چالش‌ها یک باتری لیتیوم یونی شبه جامدو غیرقابل اشتعال ابداع کرده‌اند که ثبات بالا، ایمنی و عملکرد مناسبی داردو همزمان بر محدودیت طراحی‌های معمول نیز غلبه می‌کند.

 طرح محققان شامل یک الکترود سیلیکونی منفی و یک الکترود مثبت NCM۸۱۱ است که هردو آنها از نسل آینده موادی هستند که در LIB‌ها و طراحی باتری جدید به کار می‌روند.

یک ورقه سرامیک شیشه‌ای رسانای لیتیوم یون جامد نیز دو الکترود را از هم جدا می‌کند. محققان در واقع محلول‌های الکترولیت تقریبا اشباع شده و غیرقابل اشتعال مخصوص هر الکترود ابداع کردند تا همخوانی و عملکرد آنها را ارتقا دهند.

به گفته محققان این سلول نیمه جامد حاصل با قدرت ۳۰ میلی آمپر عملکرد الکتروشیمیایی خارق العاده، ثبات گرمایی و رسانایی یونی بالایی داشت.