راه‌حلی برای بهبود باتری‌های یون-روی خودترمیم‌شونده ارائه شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان راه‌حل جدیدی برای باتری‌های یون-روی (zinc-ion) خود ترمیم‌شونده انعطاف‌پذیر ارائه کردند. براساس مقاله‌ای که به تازگی در مجله Small منتشر شده است، تیمی به سرپرستی پروفسور ژائو بنگچوان از انستیتوی علوم فیزیکی Hefei آکادمی علوم چین با رشد آرایه‌ای از نانوصفحه‌های VS ۲ روی فوم کربن (CF) با استفاده از یک روش هیدروترمال ساده، ماده‌ی انعطاف‌پذیر از جنس دی سولفید وانادیوم (VS ۲@CF) ساختند.

در سال‌های اخیر، استفاده از دستگاه‌های ذخیره انرژی پوشیدنی به دلیل پیش زمینه کاربرد گسترده آن‌ها در زندگی اجتناب‌ناپذیر شده است. انعطاف پذیری و ایمنی دو موضوع مهم باتری‌های انعطاف‌پذیر است.

مائو یونجی از محققان این پروژه می‌گوید: «باتری مانند همبرگر است. کاتد و آند مانند دو برش نان هستند و الکترولیت بین این دو قرار می‌گیرد. راه‌حل ما این است که یک زیرلایه انعطاف‌پذیر ارزان‌قیمت از جنس فوم کربنی ایجاد کنیم که روی آن ساختار‌های مختلف قرار داده شود تا کاتد (vs ۲@cf) و آند (Zn@CF) انعطاف پذیر به دست آید.»

آن‌ها از ژل خودترمیم‌شونده (PVA/Zn (CF ۳ SO ۳) ۲) به عنوان الکترولیت استفاده کردند و یک باتری یون روی شبه جامد با انعطاف پذیری خوب و خاصیت خود ترمیم‌شوندگی را بدست آوردند.

راز موفقیت آن‌ها مواد کاتدی انعطاف پذیر VS ۲@CF است که با یک روش هیدروترمال تک مرحله‌ای تهیه شده است. این کاتد دارای سایت‌های فعال غنی، آب‌دوستی خوب، هدایت الکترونیکی/یونی بالا، مساحت بزرگ و معماری انعطاف‌پذیر است.

این کاتد VS ۲@CF توانایی نرخ شارژ/دشارژ بالا و طول عمر فوق العاده را ارائه می‌دهد. به طرز چشمگیری، باتری‌های یون-روی شبه جامد انعطاف پذیر با استفاده از کاتد VS ۲@CF، آند Zn@CF و ژل خودترمیم‌شونده PVA/Zn (CF ۳ SO ۳) ۲ می‌توانند فرآیند شارژ/دشارژ را در زاویه‌های مختلف خمشی حفظ کنند.

CF یک بستر الکترود انعطاف پذیر کم هزینه را برای دستگاه‌های ذخیره انرژی انعطاف پذیر فراهم می‌کند و ژل‌های خودترمیم‌شونده PVA/Zn (CF ۳ SO ۳) ۲ ایده جدیدی را برای طراحی دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی فراهم می‌کند.