تولید صنعتی نسل جدید باتری‌های لیتیومی تقویت شده با نانو

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، یکی از شرکت‌های فعال در حوزه باتری با استفاده از مواد گرافنی و الکترود‌های نانوساختار موفق به تولید نسل جدیدی از باتری‌های لیتیومی شده است که عملکرد بسیار بهتری نسبت به باتری‌های موجود در بازار دارد.

شرکت انرژی نانوتک (Nanotech Energy) در حال تولید نسل جدیدی از باتری‌های گرافن لیتیوم با عملکرد بالا نسبت به آنچه که در حال حاضر در بازار یافت می‌شود، است. انتظار می‌رود این باتری‌ها جایگزین باتری لیتیوم یون رایج موجود در بازار شوند و از قابلیت‌های انقلابی ذخیره انرژی برخوردار باشند. این باتری کاربرد‌های متعددی در حوزه‌هایی نظیر خودرو‌های الکتریکی خواهند داشت.

از زمان ورود باتری‌های لیتیوم یون به بازار در سال ۱۹۹۱ تاکنون، انقلابی در زندگی مردم ایجاد شده است. اهمیت این باتری‌ها در سال ۲۰۱۹ زمانی تأیید شد که جان بی گودنو به همراه ام. استنلی ویتینگام و آکیرا یوشینو برای دستاورد‌های خود در این حوزه جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.

باتری‌های لیتیوم یون، رایج‌ترین منبع تغذیه در سراسر جهان برای وسایل الکترونیکی قابل حمل هستند. با این حال، پیشرفت صنعت باتری به سرعت صنعت الکترونیک نبوده است. براساس قانون مور، اندازه ترانزیستور با گذشت زمان به‌طور تصاعدی کاهش می‌یابد. این در حالی است که توان مصرفی هر ترانزیستور متناسب با اندازه آن کاهش نمی‌یابد.

شرکت انرژی نانوتک در سال ۲۰۱۴ ایجاد شد تا انقلابی در صنعت باتری و چگونگی تأمین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل ایجاد کند. تحقیقات این شرکت روی تولید ادوات ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر گرافن متمرکز است.

از ویژگی‌های الکتریکی استثنایی گرافن می‌توان به هدایت بالا، تحرک بالای حامل بار و مقاومت کم اشاره کرد. این ویژگی‌ها برای عملکرد باتری‌ها ضروری هستند. به‌عنوان مثال، اگر از ماده‌ای با رسانایی بالا در باتری‌ها استفاده شود، از گرم شدن بیش از حد آن‌ها جلوگیری می‌کند.

باتری‌های گرافنی در حال توسعه توسط انرژی نانوتک دارای مزایای بنیادین بسیاری هستند که از آن جمله می‌توان به ایمنی و کارایی بالا، شارژ سریع و ماندگاری بالا اشاره نمود. باتری‌های این شرکت همچنین بسیار قابل تنظیم متناسب با کاربرد‌های مختلف هستند.

ابرباتری انرژی نانوتک مقاومت داخلی کمی دارد و امکان شارژ سریع را فراهم می‌کند. براساس ادعای شرکت انرژی نانوتک، این باتری‌ها ۱۸ برابر سریع‌تر از باتری‌های رایج موجود در بازار شارژ می‌شوند.

این شرکت در حال حاضر روی دو نوع باتری گرافن لیتیوم کار می‌کند. اولین باتری، نسل اول ابرباتری‌های گرافنی و دومین نوع باتری، نسل دوم ابرباتری‌های گرافنی است.

ابرباتری‌های گرافنی نسل اول (Gen I) باتری‌های لیتیوم یونی بهبود یافته بوده که حاوی گرافن هستند. هدایت الکتریکی بالای گرافن به بهبود ویژگی‌های الکتروشیمیایی آند و کاتد باتری کمک شایانی کرده است. این امر منجر به افزایش دانسیته انرژی و دانسیته توان شده و همچنین عمر چرخه شارژ/دشارژ این نسل جدید باتری‌های لیتیوم را افزایش داده است.

ابرباتری‌های گرافنی نسل دوم (Gen II) حاوی مواد در مقیاس نانو است که عملکرد ابرباتری را نسبت به باتری‌های موجود در بازار ارتقاء داده است. الکترود‌های نانوساختار نقش کلیدی در رسیدن به انرژی و دانسیته بالای باتری دارد.