شارژ سریع‌تر باتریها با کشف نوع خاصی از مواد
دانشمندان دانشگاه کمبریج با کشف نوع جدیدی از مواد توانستند سرعت شارژ باتریهای لیتیومی را بهبود بخشند. این نوع از مواد که با نام اکسیدهای تنگستن نیوبیوم، شناخته میشوند دارای ساختارهای کریستالی ترکیبی‌اند به طوری که یونهای لیتیوم با نرخ بیشتری درون این نوع از مواد حرکت میکنند و با افزایش نرخ حرکت یون‌ها باتری سریع‌تر شارژ میشود.
طبق گفته آقای گریفیث، نویسنده اول این مقاله ، یکی از راه‌های افزایش نرخ حرکت یون‌ها، استفاده از نانوساختارهاست که منجر به کاهش مسافت طی شده‌ی یونهای لیتیوم میشود. با این وجود، استفاده از نانوساختارها مشکلاتی را به همراه دارد که یکی از این مشکلات، افزایش واکنش‌های ناخواسته، به دلیل بالارفتن واکنش پذیری مواد نانوساختار است. و همچنین ساخت این نانو مواد علاوه بر هزینه بالا، شرایط ویژه ای را می طلبد.
در باتری های معمولی از گرافیت برای ساخت الکترودها استفاده میشود. این نوع از الکترودها چگالی انرژی قابل قبولی را در خود نگه میدارند اما اگر در کاربردهای شارژ خیلی سریع از این نوع مواد کربنی استفاده شود، به دلیل رشد نامنظم اتم های لیتیوم(که به رشد دندریتی معروف است)،اتصال کوتاه بین کاتد و آند رخ داده که موجب آتش سوزی باتری میگردد.
گروه تحقیقاتی دانشگاه کمبریج به کمک اکسید گروه خاصی از مواد توانستند نوع جدیدی از باتری ها را توسعه دهند. ساختارهای اکسیدی به دلیل داشتن ستون هایی از اکسیژن، فضای خالی جهت عبور یون های لیتیوم را فراهم میکنند و همچنین وجود این ستونها، استحکام الکترود را بالاتر میبرند.
محققان این دانشگاه با استفاده از اکسیدهای تنگستن نیوبیوم، که ساخت آنها آسان و به راحتی قابل بهره برداری است، توانستند باتری های با سرعت بالای شارژ را که مشکل آتش سوزی را ندارند، بسازند. مشکل این مواد چگالی انرژی نه چندان بالای آنها میباشد که برای کاربردهای با انرژی بالا مناسب نیستند.
این گروه تحقیقاتی، با معرفی فاز جدیدی از نانو مواد، پنجره های جدیدی برای بررسی مواد گوناگون فراهم کردند که میتواند بر عملکرد باتریها تاثیر به سزایی داشته باشند و راه را برای دیگر دانشمندان برای ساخت باتری های با سرعت بالا هموار کردند.
