محققان در دانشگاه سن دیگو  UC San Diego ، ماده آندی جدیدی ساخته اند كه باتری های یون لیتیوم را قادر می سازد تا برای هزاران چرخه در عرض چند دقیقه با خیال [...]

محققان در دانشگاه سن دیگو  UC San Diego ، ماده آندی جدیدی ساخته اند كه باتری های یون لیتیوم را قادر می سازد تا برای هزاران چرخه در عرض چند دقیقه با خیال راحت شارژ شوند. نمک سنگ بی نظیر Li3 + xV2O5  می تواند به عنوان یک آند شارژ سریع مورد استفاده قرار گیرد که می تواند دو یون لیتیوم را با ولتاژ متوسط ​​حدود ۰٫۶ ولت در مقابل الکترود مرجع Li / Li + به چرخش درآورد.

پتانسیل افزایش یافته در مقایسه با گرافیت در صورت استفاده از کنترل های شارژ مناسب، احتمال آبکاری فلزات لیتیوم را کاهش می دهد که باعث کاهش نگرانی عمده در زمینه ایمنی می شود (اتصال کوتاه مربوط به رشد لیتیوم دندریت). علاوه بر این ، یک باتری لیتیوم یونی با آند سنگی بی نظم Li3V2O5 می تواند ولتاژ سلول بسیار بالاتر از باتری با استفاده از آند لیتیوم تیتانات شارژ سریع یا سایر کاندیدهای آند (Li3VO4 , LiV0.5Ti0.5S2)  تولید کند.

نمک سنگ بی نظم Li3V2O5 می تواند بیش از ۱۰۰۰ چرخه تخلیه شارژ با از دست رفتن ناچیز ظرفیت را انجام دهد و دارای قابلیت نرخ استثنایی است، بیش از ۴۰ درصد ظرفیت خود را در ۲۰ ثانیه تحویل می دهد.

در حال حاضر، از دو ماده به عنوان آند در بیشتر باتری های لیتیوم یونی موجود در بازار استفاده می شود که مواردی مانند تلفن های همراه ، لپ تاپ ها و وسایل نقلیه الکتریکی را تأمین می کنند. متداول ترین آند، گرافیت است. با این حال، شارژ سریع آند گرافیت به دلیل فرایند آبکاری فلز لیتیوم می تواند منجر به آتش سوزی و انفجار شود. یک جایگزین امن تر ، آند تیتانات لیتیوم ، می تواند به سرعت شارژ شود اما منجر به کاهش قابل توجهی در چگالی انرژی می شود ، که به این معنی است که باتری باید بیشتر شارژ شود.

این آند جدید نمک سنگی در یک حد وسط مهم قرار دارد: استفاده از آن از گرافیت ایمن تر است ، همچنین باتری می تواند حداقل ۷۱ درصد انرژی بیشتر از تیتانات لیتیوم را ارائه دهد.

محققان در آزمایشگاه پروفسور لیو قصد دارند به توسعه این ماده آند اکسید لیتیوم-وانادیوم ادامه دهند، در حالی که سایر اجزای باتری را نیز به منظور تولید و توسعه پیل سوختی قابل استفاده از نظر تجاری بهینه می کنند.

مركز پايش تحولات انرژی جهان

  • نویسنده : محمد کریمی