طی مسافت ۶۳۰ کیلومتر با باتری بدون آنُد!

توسعه این باتری جدید ممکن است به این معنی باشد که اکثر وسایل نقلیه الکتریکی می‌توانند در آینده بُرد بیشتری داشته باشند.ساخت این باتری حاصل کار تیمی به رهبری پروفسور سوجین پارک استاد دپارتمان شیمی و سونگجین چو از دانشگاه علم و فناوری پوهانگ کره جنوبی با همکاری پروفسور دونگ-هوا سئو و دکتر دونگ یون کیم از دانشکده انرژی و مهندسی شیمی در موسسه علم و فناوری اولسان(UNIST) است که به دنبال ساخت یک باتری لیتیومی بدون آند با عملکرد طولانی مدت با یک بار شارژ بودند.

یون‌های لیتیوم در طول شارژ و تخلیه شارژ مکرر باتری، به سوی الکترود می‌روند و سپس از آن فاصله می‌گیرند و ساختار مواد آند در باتری‌ها را تغییر می‌دهند. به همین دلیل ظرفیت باتری‌های معمولی با گذشت زمان کاهش می‌یابد.پیش‌بینی می‌شد که چگالی انرژی که ظرفیت باتری را مشخص می‌کند، در صورت امکان شارژ و تخلیه شارژ بدون آند افزایش یابد. استفاده از این روش باعث می‌شود حجم آند به طور قابل توجهی متورم شود که عمر باتری را کوتاه می‌کند و یک نقص جدی است. باتری‌ها متورم می‌شوند، زیرا آند مکان ثابتی برای ذخیره لیتیوم ندارد.

اما محققان با گنجاندن یک بستر رسانای یونی توانستند یک باتری بدون آند در یک الکترولیت مایع معمولی مبتنی بر کربنات بسازند. این بستر، انبساط توده‌ای آند را کاهش می‌دهد و یک پوشش محافظ روی آند ایجاد می‌کند.بر اساس این مطالعه، این باتری می‌تواند در یک الکترولیت مایع مبتنی بر کربنات برای مدت زمان طولانی کار کند و در عین حال ظرفیت بالای ۴.۲ میلی‌آمپر ساعتی بر سانتی‌متر مربع و چگالی جریان بالای ۲.۱ میلی‌آمپر در سانتی‌متر مربع را حفظ کند. توانایی بسترها در نگهداری لیتیوم نیز به صورت تئوری و تجربی ثابت شده است.

به عنوان یک نتیجه از توانایی این باتری در حفظ ظرفیت بالا برای دوره‌های طولانی‌تر، انتظار می‌رود این باتری باعث تسریع تجاری‌سازی باتری‌های غیر قابل انفجار شود.همچنین این پیشرفت جدید به ما در غلبه بر مشکل محدودیت بُرد کمک می‌کند.این مطالعه در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.