ساخت الکترولیت فوق هادی برای باتریهای حالت جامد
به نقل از سایت صنعت نانو، محققان ژاپنی موفق به کشف نوعی از الکترولیت جامد شده‌اند که این الکترولیت در باتریهای حالت جامد کارایی بسیار خوبی را از خود به نمایش گذاشته‌اند. این الکترولیت با داشتن مقاومت بسیار کم در برابر صفحه‌ی لیتیومی، گزینه‌ی بسیار مناسبی برای باتریهای لیتیوم سولفور خواهد بود.همچنین این الکترولیت هیدریدی با داشتن هدایت یونی بالا برای یون‌های لیتیوم در دمای اتاق، زمینه‌ی تحقیقات تازه‌ای را برای باتریهای حالت جامد گشودند.
محققان دانشگاه توهوکو (Tohoku) ژاپن از طریق طراحی ساختارهای تودههای هیدروژنی چالش کاهش پایداری الکترولیتهای جامد را رفع کردند. این ماده به عنوان ماده آندی در باتریهای لیتیومی حاوی الکترولیتهای جامد قابل استفاده است.
باتریهای حالت جامد امروزی از آند فلز لیتیوم استفاده میکنند و مشکل کمبود دانسیته انرژی را که در باتریهای لیتیوم یون رایج با آن مواجه هستیم، برطرف میسازند. اما تاکنون کاربرد آنها در سلهای واقعی بررسی نشده زیرا یون لیتیوم مقاومت انتقال بالایی دارد که ناشی از عدم پایداری الکترولیت جامد در برابر فلز لیتیوم است.
این الکترولیت جامد که هدایت یونی و پایداری بسیار بالایی را نسبت به فلز لیتیوم نشان داده، یک موفقیت بزرگ برای تمام باتریهای حالت جامدی است که از آند فلز لیتیوم استفاده میکنند. تمام باتریهای حالت جامد به عنوان گزینههایی نویدبخش جهت جایگزینی با باتریهای لیتیوم یون شناخته میشوند که از مشکلات ذاتی از قبیل نشت الکترولیت، آتشگیری و کمبود دانسیته انرژی رنج میبرند.
در صورتیکه از آند فلز لیتیوم در باتریهای حالت جامد استفاده شود، میتوان بیشترین ظرفیت تئوری (3860 میلی آمپرساعت بر گرم) و کمترین مقدار پتانسیل (3.04- ولت) را بدست آورد. هدایت یون لیتیوم در الکترولیتهای جامد، یک فاکتور اصلی در باتریهای لیتیومی به شمار میرود؛ زیرا میزان هدایت یونی و پایداری الکترولیت جامد، کارایی باتری را تعیین میکند.
منتها مشکل اینجاست که اغلب الکترولیتهای جامد موجود، پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی خوبی نداشته و یا اتصال مناسبی با فلز لیتیوم برقرار نمیکنند که درنهایت منجر به وقوع واکنشهای جانبی ناخواستهای در سطح الکترود میشود. این واکنشهای جانبی باعث افزایش مقاومت سطح شده و بازده باتری را در اثر تکرار چرخههای شارژ و دشارژ به شدت کاهش میدهند.
حال نوید این میرود تا با استفاده از این ماده هیدریدی بتوان گام موفقی در راستای تجاریسازی باتریهای حاوی الکترولیت جامد در محصولات تجاری برداشت و کاربرد این باتریها را روز به روز افزایش داد.
منبع خبر: battery.nanoindustry.ir
ویراستار: حسین جعفری پور
