دستیابی به موفقیت علمی بزرگ؛ اعمال فشار فیزیکی عمر باتری‌های لیتیوم‌یونی را دو برابر می‌کند

به گزارش زیست آنلاین،برخلاف رویکردهای معمول که بر بهبود ترکیبات شیمیایی باتری‌ها تمرکز دارند، محققان دانشگاه کمبریج با رویکردی مهندسی و مکانیکی، نشان دادند که مدیریت تغییرات حجمی باتری در حین چرخه شارژ و دشارژ، کلید افزایش پایداری آن‌هاست. در فرآیند معمول، حرکت یون‌های لیتیوم بین آند و کاتد باعث انبساط و انقباض مداوم باتری می‌شود که در نهایت منجر به آسیب ساختاری و کاهش کارایی می‌گردد.

پروفسور مایکل دو وولدر، سرپرست این پژوهش، اظهار داشت که تیم تحقیق با ابداع دستگاهی مجهز به کیسه‌های هوای کوچک و حسگرهای دقیق، موفق شده‌اند فشار ثابتی را در «منطقه طلایی» یا محدوده بهینه اعمال کنند. آزمایش‌ها نشان داد که اعمال فشار در حدود ۱۲.۵ بار (تقریباً چهار برابر فشار استاندارد) باعث جلوگیری از ترک خوردن کاتد و همچنین جلوگیری از رسوب لیتیوم روی آند می‌شود.

این میزان بهبود که با افزایش ۵ تا ۱۰ درصدی در روش‌های شیمیایی سنتی قابل مقایسه نیست، پیامدهای زیست‌محیطی گسترده‌ای خواهد داشت. افزایش طول عمر باتری‌ها به معنای کاهش نیاز به تولید واحدهای جدید و در نتیجه کاهش فشار بر معادن استخراج نیکل و کبالت است که اغلب با چالش‌های اخلاقی و زیست‌محیطی همراه هستند.

اگرچه این فناوری در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی قرار دارد، اما تیم پژوهشی با ثبت درخواست اختراع این روش، امیدوار است در آینده نزدیک، این راهکار کم‌هزینه و ساده را در صنعت خودروهای برقی به کار گیرد. این دستاورد می‌تواند علاوه بر ارتقای کارایی خودروهای برقی، با کاهش نرخ دورریز باتری‌ها، به مدیریت پسماندهای الکترونیکی کمک شایانی کند./ایرنا