Μια σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να αυξήσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας ιόντων λιθίου κατά 44%
Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο Rice μπορεί να έχουν βρει έναν τρόπο να κάνουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου ακόμα πιο αποτελεσματικές. Σύμφωνα με αναφορές, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια κλιμακούμενη μέθοδο που βελτιστοποιεί αυτό που είναι γνωστό ως προλίθιο, μια διαδικασία που βοηθά στον μετριασμό της απώλειας λιθίου και βελτιώνει τον κύκλο ζωής μιας μπαταρίας. Η διαδικασία βασίζεται στην επίστρωση των ανοδίων πυριτίου με ένα πιο σταθεροποιημένο σωματίδιο μετάλλου λιθίου.
Η ανάπτυξη έγινε όταν ένας χημικός και βιομοριακός μηχανικός με το εργαστήριο Rice προσπάθησε να ψεκάσει ένα κάλυμμα από το μείγμα σωματιδίων στις ανόδους. Ο μηχανικός, Sibani Lisa Biswal, διαπίστωσε ότι ο ψεκασμός των ανοδίων προς τα κάτω βελτιώνει επαρκώς τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας από οπουδήποτε μεταξύ 22 και 44 τοις εκατό. Επιπλέον, τα στοιχεία μπαταρίας με μεγαλύτερες ποσότητες επικάλυψης θα μπορούσαν να επιτύχουν υψηλότερη απόδοση.
Αυτή η εξέλιξη είναι τεράστια και θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούμε αντικείμενα που τροφοδοτούνται από μπαταρίες στην καθημερινή μας ζωή. Τα τηλέφωνα, τα έξυπνα ρολόγια και διάφορα άλλα αντικείμενα που λειτουργούν με μπαταρίες βασίζονται σε μπαταρίες λιθίου για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζονται. Εάν μπορούμε να αυξήσουμε την αποτελεσματικότητα λειτουργίας αυτών των μπαταριών λιθίου ψεκάζοντάς τες με αυτά τα σωματίδια, θα μπορούσε να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας σε πολλούς τομείς.
Υπάρχει ένα μειονέκτημα, όμως. Όταν οι μπαταρίες κυκλοφόρησαν με πλήρη χωρητικότητα (φορτισμένες στο 100 τοις εκατό), οι μπαταρίες στην πραγματικότητα άρχισαν να ξεθωριάζουν πιο γρήγορα στους επόμενους κύκλους με τα σωματίδια πάνω τους. ΕΝΑ
πλήρη μελέτη
αναλυτικά τα ευρήματα μπορείτε να βρείτε στο
ACS Applied Energy Materials
.
Φυσικά, άλλες εξελίξεις θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν να γίνουν οι μπαταρίες πιο αποτελεσματικές. Για αρχή, η αντικατάσταση του γραφίτη στις μπαταρίες ιόντων λιθίου με πυρίτιο θα επέτρεπε μια πιο βελτιωμένη ενεργειακή πυκνότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή ο γραφίτης μπορεί να συσκευάσει λιγότερα ιόντα λιθίου από ότι το πυρίτιο. Υπάρχει ήδη μεγάλη ώθηση για να γίνει αυτή η αντικατάσταση σε κοινές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Ωστόσο, όπως το νέο σπρέι σωματιδίων που βελτιώνει την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου, το πυρίτιο στις μπαταρίες έχει επίσης ορισμένα αρνητικά. Το μεγαλύτερο πρόβλημα εδώ είναι ότι το πυρίτιο μπορεί να σχηματίσει αυτό που ονομάζεται ενδιάμεση φάση στερεού ηλεκτρολύτη, η οποία στην πραγματικότητα καταναλώνει το λίθιο, με αποτέλεσμα να φθείρεται γρήγορα η μπαταρία.
Εάν μπορούμε να ξεπεράσουμε αυτό το πρόβλημα, όμως, αυτό το νέο σωματίδιο και η χρήση πυριτίου σε μπαταρίες ιόντων λιθίου θα μπορούσαν να προσφέρουν μπαταρίες μεγαλύτερης διάρκειας και πιο αξιόπιστες. Οι εξελίξεις στις μπαταρίες συνέχισαν να συναρπάζουν την επιστημονική κοινότητα και μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι αυτή η ανακάλυψη θα συνεχιστεί και τελικά θα φτάσει με κάποιο τρόπο στην ευρύτερη καταναλωτική αγορά.
