شارژ سریع باتری‌ها با فناوری نانو محقق شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه رایس نشان دادند که می‌توان از نانولوله‌های کربنی برای بهبود عملکرد باتری‌ها استفاده کرد. آن‌ها نتایج یافته‌های خود را در نشریه Advanced Materials منتشر کردند.

پژوهشگران آزمایشگاه جیمز تور نشان دادند که فیلم‌های حاوی نانولوله‌های کربنی می‌توانند مانع از رشد دندریت‌ها در باتری شوند. دندریت‌ها ساختار‌هایی هستند که بعد از شارژ/دشارژ‌های مکرر درون باتری و روی سطح الکترود‌ها رشد می‌کنند. این ساختار‌ها بعد از مدتی موجب تشکیل مدار کوتاه در باتری شده و عملکرد باتری دچار اختلال می‌شود؛ بنابراین باید از رشد این دندریت‌ها جلوگیری کرد تا عمر باتری افزایش یابد.

باتری یون لیتیم قابل شارژ است، به‌طوری که یون‌های لیتیم هنگام دشارژ شدن از الکترود منفی به مثبت حرکت می‌کند و هنگام شارژ دوباره باز می‌گردند. این فیلم موجب می‌شود تا رشد دندریت‌ها در باتری‌های فلز لیتیم متوقف شده و شارژ، سریع‌تر رخ دهد. فلز لیتیم سریع‌تر از الکترود یون لیتیم شارژ می‌شود.

تماس فیزیکی فلز لیتیم با فیلم حاوی نانولوله‌کربنی موجب می‌شود یون لیتیم وارد آن شده و درون فیلم توزیع شوند. زمانی که باتری استفاده می‌شود، این فیلم یون‌های ذخیره شده را رها می‌کند و آند لیتیم که در زیر قرار گرفته فضای خالی ایجاد شده را پر می‌کند. با این کار رشد دندریت در آن رخ نمی‌دهد.

نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که بعد از ۵۸۰ بار شارژ/دشارژ، این باتری‌ها از گزند رشد دندریت‌ها مصون مانده‌اند و ۹۹.۸ درصد کارایی باتری هنوز پابرجا است.

بنابراین، استفاده از فیلم حاوی نانولوله‌های کربنی که توسط محققان دانشگاه رایس ساخته شده می‌تواند رشد دندریت‌ها را متوقف کرده و مانع زوال باتری‌ها شود و در عین حال موجب تسریع فرآیند شارژ خواهد شد.