تولید باتری‌های جدید سبک و کارآمد

پول‌نیوز- دانشمندان چینی یک باتری سبک و کم‌هزینه تولید کرده‌اند که از عملکرد بهتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی موجود برخوردار است.

باتری جدید دو یونی آلومینیوم گرافیت (AGDIB) که توسط محققان آکادمی علوم چین تولید شده در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی کنونی به ارائه وزن، حجم و هزینه ساخت بسیار کمتر در کنار چگالی انرژی بالاتر پرداخته است.

مواد الکترود این باتری جدید تنها از آلومینیوم و گرافیت دوستدار محیط زیست ساخته شده و الکترولیت آن از نمک لیتیوم و حلال کربنات تشکیل شده است.

این کشف با توجه به افزایش تقاضای باتری و فناوری موجود باتری لیتیوم یونی که به سقف محدودیت انرژی خاص و چگالی انرژی رسیده، از اهمیت خاصی برخوردار است.

باتری‌های لیتیوم یونی بطور گسترده‌ای در دستگاههای الکترونیکی قابل حمل، خودرهای برقی و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شوند. انهدام باتری باعث مشکلات محیطی زیادی می‌شود زیرا بیشتر باتری‌ها حاوب فلزات سمی در الکترودهای خود هستند.

مکانیزم باتری دو یونی آلومینیوم گرافیت از یک فرآیند بین‌لایه‌ای/ آلیاژسازی دو یونی پیروی می‌کند.

آنیون‌های درون الکترولیت در زمان شارژ شدن در میان کاتد گرافیت جای می‌گیرند و یون‌های لیتیوم در الکترولیت بر روی الکترود شمارنده آلومینیوم رسوب کرده تا یک آلیاژ ایجاد کند. این فرآیند تخلیه شارژ برخلاف فرآیند شارژ است که در آن هر دو آنیون‌ها و یون‌های لیتیوم به داخل الکترولیت باز می‌گردند.

از آنجایی که الکترود شمارنده آلومینیوم در باتری AGDIB به عنوان آنود و همزمان به عنوان جمع‌آوری‌کننده جریان عمل می‌کند، بار ساکن و حجم جامد این باتری بطور چشمگیری کاهش یافته و منجر به تولید باتری با چگالی انرژی خاص بالا و چگالی انرژی حجم بالا می‌شود.

باتری AGDIB از پتانسیل زیادی در کاربردهای مقیاس بزرگ در دستگاههای الکترونیکی و خودروهای برقی برخوردار است.

این تحقیق در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است.