امکان پیشرفت در فناوری باتری لیتیوم یون همچنان وجود دارد. برای مثال بوید می‌گوید: مهندسان تسلا باتری مقرون‌به‌صرفه‌ای می‌خواهند که بتواند سریع شارژ شود و برای مدت زمان طولانی‌تری کار کند.

وست می‌افزاید: هرچه تعداد دفعات بیشتری بتوانید باتری را در طول عمرش شارژ کنید، باتری‌های کمتری باید استفاده کنید. این امر مهم است، زیرا باتری‌های لیتیوم یونی از منابع محدودی استفاده می‌کنند و دفع باتری‌های لیتیوم یون به طور ایمن و مؤثر بسیار مهم و چالش‌برانگیز است.

یکی از ویژگی‌های مهم باتری‌های لیتیوم یون نحوه عملکرد آنها پس از چرخه‌های متعدد شارژ و دشارژ است. یک مشکل رایج انحلال فلزات واسطه از مواد کاتدی است که به‌ویژه در مواد کاتدی با محتوای منگنز بالا شدید است، اگرچه برای مواد کاتدی با محتوای کبالت بالا کمتر است.

بوید توضیح می‌دهد: در نتیجه واکنش‌های جانبی ناخواسته‌ای که در طول استفاده از باتری رخ می‌دهد، فلزات واسطه در کاتد به تدریج به آند منتقل می‌شوند؛ جایی که در آنجا گیر می‌کنند و عملکرد آند را کاهش می‌دهند. این انحلال فلز واسطه (TMD) دلیلی برای استفاده از کاتدهای گران قیمت کبالت دار به جای کاتدهای ارزان قیمت با محتوای منگنز بالا است.

چالش دیگر برای باتری‌های لیتیوم یون این است که آنها به فلزاتی گران، کمیاب و مساله‌ساز وابسته هستند. مقدار قابل توجهی از عرضه جهانی کبالت، در جمهوری دموکراتیک کنگو انجام می‌شود و بیشتر آن توسط معدنچیان استخراج می‌شود. کارگران از جمله کودکان، درگیر کارهای فیزیکی خطرناک و سخت در این معادن هستند.

به نقل از ستاد نانو، جست‌وجوی راه‌هایی برای افزایش عملکرد باتری و در عین حال کاهش یا حذف استفاده از کبالت به مقابله با این مشکلات کمک می‌کند.مهندسان قبلاً می‌دانستند که پوشش‌های کربنی روی کاتد باتری‌های لیتیوم یونی می‌تواند TMD را کند یا متوقف کند، اما توسعه روشی برای اعمال این پوشش‌ها دشوار بود. در این پروژه محققان گرافن را مستقیم روی ماده کاتد قرار دادند.

بهار نیوز