سرعت شارژ باطری لیتیومی تا ۶۰ درصد افزایش یافت

وسایل نقلیه الکتریکی برای محیط زیست بهتر از خودرو‌های گازسوز است، اما هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته اند. یکی از مسائلی که مانع این تغییر می‌شود، این است که خودرو‌های الکتریکی زمان زیادی برای شارژ شدن نیاز دارند که این میتواند به زودی تغییر کند.

به گزارش سایت interestingengineering؛ تیمی از محققان وابسته به چندین مؤسسه در چین با موفقیت توانستند سرعت شارژ باتری لیتیوم یونی را به نرخ ۵.۶ دقیقه برای شارژ ۶۰ درصد افزایش دهند. آن‌ها با افزودن یک پوشش مسی و نانوسیم به آند باتری، به این موفقیت چشمگیر دست یافتند تا به طور موثر سفارش را بهبود بخشند.

امروزه اکثر آند‌ها از گرافیت تشکیل شده و در یک دوغاب غیر مرتب ساخته می‌شوند که روشی عملی برای عبور جریان در امتداد آن نیست. علاوه بر این، نحوه قرارگیری مواد در آند‌ها باعث ایجاد مشکلی در رابطه با اندازه شکاف بین آن‌ها می‌شود.

برای غلبه بر این مشکلات در افزایش سرعت شارژ، محققان به طور خاص بر روی آند تمرکز کردند.

ایجاد تغییرات در یک آند گرافیت استاندارد

محققان چینی ابتدا مدل‌های نظری سطح ذرات را برای بهینه‌سازی توزیع فضایی ذرات با اندازه‌های مختلف و تخلخل الکترود اجرا کردند. سپس آنچه را که از مدل‌ها آموختند برای ایجاد تغییرات در یک آند گرافیتی استاندارد در نظر گرفتند و آن را با مس پوشاندند و به نانوسیم‌های مسی اضافه کردند و آند را گرم و سپس سرد کردند که دوغاب را به مواد مرتب‌تری فشرده‌تر می‌کرد.

هنگامی که آند ارتقا یافت محققان آن را به یک باتری لیتیوم یون استاندارد چسباندند تا مدت زمان شارژ شدن را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها متوجه شدند که می‌توانند باتری را تنها در ۵.۶ دقیقه تا ۶۰ درصد و تنها در ۱۱.۴ دقیقه در ۸۰ درصد شارژ کنند. (محققان از آزمایش اینکه چقدر طول می‌کشد تا ۱۰۰% شارژ شود اجتناب کردند، زیرا انجام این کار می‌تواند باعث آسیب به چنین باتری‌ها شود.)

محققان مشخص نکردند که چنین باتری چقدر هزینه دارد و چه زمانی ممکن است برای تولید آماده شود. با این حال، این توسعه برای وسایل نقلیه الکتریکی در همه جا هیجان انگیز است.

باتری‌های لیتیوم یونی با شارژ سریع برای کوتاه‌تر کردن زمان شارژ مجدد خودرو‌های الکتریکی بسیار مطلوب هستند؛ اما توانایی نرخ ضعیف آند‌های گرافیتی مانع از آن می‌شود.

ما یک مسیر دوغاب بدون اتصال دهنده پلیمری را برای ساخت این ساختار شیب دوگانه با اختلال اندازه ذرات از نوع قبلا گزارش نشده در آند گرافیت عملی ایجاد کردیم که قابلیت شارژ سریع با ۶۰ درصد شارژ در ۱۰ دقیقه را نشان می‌دهد. بر اساس آند گرافیت با گرادیان دوگانه، ما باتری لیتیوم یونی با شارژ سریع را نشان می‌دهیم که ۶۰ درصد شارژ مجدد در ۶ دقیقه و چگالی انرژی حجمی بالا ۷۰۱ Wh لیتر-۱ با نرخ شارژ بالای ۶ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد.