به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان، اصلی‌ترین بخش باتری‌ها الکترود‌های (آند و کاتد) غوطه ور در الکترولیت‌ها هستند. باتری‌های معمول ۱۲V در خودرو‌ها از محلول اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت استفاده کرده و تا زمانی که درون محفظه باتری قرار دارند کار می‌کنند.

باتری‌های لیتیوم یونی از نمک لیتیوم در یک حلال قابل اشتعال به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. گرچه باتری‌های لیتیوم یونی دارای یک قطعه مهم دیگر به نام جدا کننده الکترود‌ها از یکدیگر نیز هستند.

اگر باتری‌های لیتیوم یونی در حین استفاده کنترل نشوند و آتش بگیرند، فرار حرارتی آن‌ها به میزانی است که از نظر شیمایی امکان جلوگیری از سوختن آن‌ها وجود ندارد و تا ذره آخر سلول‌ها می‌سوزد. به همین دلیل باتری‌های لیتیوم یونی به سیستم‌های الکترونیکی پیچیده نیاز دارند تا به طور یکسان سلول‌ها را خنک کاری کنند.

بیشتر بخوانید: بکارگیری فناوری‌های نو در صنعت سنگ معدن

در نتیجه شرکت‌های سازنده باتری باید هزینه بیشتری برای توسعه سیستم‌های خنک کننده بپردازند و وزن نهایی مجموع باتری افزایش پیدا می‌کند. متاسفانه در حال حاضر باتری‌های لیتیوم یونی به نسبت هر نوع دیگر باتری قابلیت ذخیره انرژی و عملکرد بالاتری دارند، اما همچنان جای پیشرفت برای انواع دیگر باتری‌های نیز وجود دارد. باتری‌های حالت جامد می‌توانند تمامی این مشکلات را با استفاده از الکترولیت‌های جامد غیر قابل اشتعال حل کنند.

شرکت نانووان متریالز (Nano One Materials) اعلام کرد که مواد کاتدی باتری یون لیتیم این شرکت که با استفاده از فناوری انحصاری نانووان تولید شده‌است، با موفقیت در باتری‌های حالت جامد خودرو‌های الکتریکی مورد استفاده قرار گرفته است. بزرگترین چالش در استفاده از باتری‌های حالت جامد این است که بتوان آن‌ها را به‌گونه‌ای طراحی کرد که از نظر تجاری بتوان تماس میان الکترولیت جامد، کاتد جامد و مواد آندی در دو سوی الکترولیت ایجاد کرد. در یک بیانیه‌ای که این شرکت منتشر کرده است، اعلام شده که برای ارزیابی فرآیند One-Pot و پوشش مواد کاتدی اکسید منگنز نیکل لیتیم (LNMO) با چند شرکت خودروسازی همکاری‌هایی انجام شده‌است.

به گفته این شرکت، پوشش LNMO به‌عنوان اسپینل ولتاژ بالا شناخته شده و رابط بین کاتد و الکترولیت را تثبیت می‌کند؛ چرا که متورم نشده و در فضای میان الکترولیت و کاتد استرس ایجاد نمی‌کند، این در حالی است که در مواد کاتدی معمولا چنین استرسی وجود دارد. این پوشش از کاتد در برابر واکنش‌های جانبی با الکترولیت محافظت می‌کند و در عین حال، اجازه انتقال سریع یون‌های لیتیم را میان الکترولیت و کاتد می‌دهد.

مدیر این شرکت کانادایی در گفت‌وگویی با رسانه گفت: «در مقایسه با دیگر مواد کاتدی، این باتری‌ها سریع‌تر شارژ شده و در ولتاژ بالا، توان و دانسیته انرژی بالاتری ایجاد می‌کنند. این باتری‌ها عاری از کبالت بوده و خطر کمتری را در زنجیره تامین ایجاد می‌کنند.»

از نظر استفان کمپل، مدیرعامل شرکت نانووان، هدف اصلی تحقیقات انجام شده در حوزه باتری‌های حالت جامد این است که بتوان به جای الکترولیت‌های سیال قابل اشتعال، از مواد حالت جامد استفاده کرد که موجب بهبودی ایمنی و افزایش توان و دانسیته انرژی شد.

این شرکت از نانوذرات و نانوساختار‌های لایه‌ای در کاتد حاوی کبالت، منگنز و نیکل استفاده کرده است که این کار موجب بهبود عملکرد باتری یون‌لیتیم شده و قیمت آن را کاهش می‌دهد. پیش‌ماده‌های این فناوری ترکیبی از چند فلز نیکل، کبالت و منگنز است که در دمای بالا درون کوره ترکیب می‌شوند. نانووان از راهبرد متفاوتی استفاده می‌کند تا بتواند لیتیم را به دیگر پیش‌ماده‌ها و فلزات اضافه کند. با این فناوری، دیگر نیازی به استفاده از آسیاب و سایش نیست و می‌تواند فرآیند گرمادهی را کوتاه کند و در نهایت فرآیند تولید ساده‌تر شود.

انتهای پیام/