تحول در ساخت باتری‌های قابل شارژ

در سراسر جهان دانشمندان و مهندسان دنبال راه‌هایی برای بهبود چگالی انرژی، طول عمر و عملکرد باتری‌های لیتیوم ـ یون هستند و بتازگی محققان ژاپنی گزارشی مبنی بر پیشرفت در فناوری باتری لیتیوم ـ یون ارائه کرده‌اند که از آن به عنوان یک پیشرفت عمده یاد می‌کنند. آنها یک کاتد (الکترود مثبت) از اکسیدکبالت لیتیوم (LiCoO2) ساخته‌اند که در آن تک‌تک اجزای ترکیب در یک جهتگیری خاص قرار دارد. طبق گفته محققان این امر باعث می‌شود بازده این باتری‌ها نسبت به باتری‌هایی که در آنها جهتگیری‌های متفاوتی وجود دارد به طور قابل توجهی افزایش یابد.

در باتری‌های غیرقابل شارژ و همین طور باتری‌های قابل شارژ طی یک واکنش الکتروشیمیایی شامل کاتد، آند و الکترولیت جریان الکتریکی تولید می‌شود. در باتری‌های قابل شارژ ولتاژ جریان الکتریکی تولید شده بیشتر از باتری‌های دیگر است و این یکی از ویژگی‌های این نوع باتری‌ها به شمار می‌آید. در زمان تخلیه شارژ یون‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت حرکت می‌کنند و هنگام شارژ شدن این جریان وارونه می‌شود تا شارژ از دست رفته به باتری بازگردد. ساختار مواد کاتد به صورت لایه‌لایه است و این امر باعث تسهیل ورود یون‌های لیتیوم می‌شود. اگر ساختار دارای جهتگیری خاصی باشد دسترسی یون‌های لیتیوم به شبکه آسان‌تر 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 (LiCoO2) موجود در کاتد را بسازند. این اجزا باعث دسترسی آسان‌تر یون لیتیوم و در نتیجه جریان بسیار کارآمد الکترون‌ها در هر دو جهت می‌شود. بعلاوه، باتری‌های قابل شارژ می‌تواند از لحاظ زیست محیطی و مسائل اقتصادی سودمند باشد.

sciencedaily / مترجم: ندا ابوطالبی‌راد