به گزارش تجارت نیوز،
با افزایش نیاز به انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری‌های ذخیره‌سازی پایدار، باتری‌ها نقشی حیاتی در گذار به آینده‌ای سبزتر ایفا می‌کنند. باتری‌های لیتیوم یونی که به طور گسترده در گوشی‌های هوشمند، خودروهای برقی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند، به دلیل خطر آتش‌سوزی و انفجار با چالش‌هایی مواجه‌اند.
به تازگی، محققان کره جنوبی با ابداع باتری‌های پلیمری جامد سه‌لایه که مقاوم در برابر آتش و انفجار هستند، گامی نوین در این زمینه برداشته‌اند.
باتری‌های پلیمری: راهکاری برای مشکلات باتری‌های لیتیوم یونی
چالش‌های موجود در باتری‌های لیتیوم یونی
باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل استفاده از الکترولیت‌های مایع مستعد خطرات جدی مانند آتش‌سوزی و انفجار هستند. همچنین، جداکننده‌های داخلی این باتری‌ها که وظیفه جلوگیری از اتصال کوتاه را دارند، ممکن است آسیب ببینند و منجر به ایجاد مشکلات جدی شوند.
باتری‌های پلیمری جامد: راه‌حل نوآورانه
باتری‌های پلیمری جامد به عنوان جایگزینی ایمن‌تر برای باتری‌های لیتیوم یونی مطرح شده‌اند. این باتری‌ها از الکترولیت‌های جامد استفاده می‌کنند که خطر آتش‌سوزی و انفجار را کاهش می‌دهد. با این حال، چالش اصلی در این فناوری، عملکرد ضعیف نسبت به همتایان مایع آن است که ناشی از مشکلات در تماس کامل بین الکترودها و الکترولیت‌ها است.
نوآوری کره جنوبی: الکترولیت سه‌لایه
محققان مؤسسه علم و فناوری Daegu Gyeongbuk (DGIST) در کره جنوبی، نوعی الکترولیت پلیمری سه‌لایه طراحی کرده‌اند که این مشکلات را حل می‌کند.
ساختار سه‌لایه و عملکرد آن
لایه میانی: از ماده‌ای مقاوم به نام زئولیت ساخته شده است که استحکام ساختاری را افزایش می‌دهد.
لایه‌های بیرونی: نرم‌تر هستند و باعث ایجاد تماس بهتر با الکترودها و بهبود عملکرد باتری می‌شوند.
مواد ضدحریق و بهبود عملکرد: این باتری دارای موادی مانند دکابرومودی فنیل اتان (DBDPE) است که می‌تواند آتش را مهار کند. همچنین، استفاده از نمک لیتیوم با غلظت بالا (LiTFSI) سرعت انتقال انرژی و جلوگیری از تشکیل دندریت را بهبود می‌بخشد.
نتایج آزمایش‌ها
این باتری حتی پس از 1000 چرخه شارژ-دشارژ، 87.9 درصد از عملکرد اولیه خود را حفظ کرد، در حالی که باتری‌های معمولی در همین شرایط تنها 70 تا 80 درصد عملکرد خود را حفظ می‌کنند.
کاربردها و آینده این فناوری
باتری‌های پلیمری جامد سه‌لایه می‌توانند در بسیاری از حوزه‌ها از جمله گوشی‌های هوشمند، خودروهای برقی و سیستم‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ به کار گرفته شوند. این فناوری نوآورانه می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی امنیت و کارایی دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی را افزایش دهد و زمینه‌ساز تجاری‌سازی باتری‌های لیتیومی ایمن‌تر شود.
به نقل از IE، تحقیقاتی که توسط محققان کره جنوبی انجام شده است، نشان‌دهنده پیشرفتی چشمگیر در صنعت باتری است. با استفاده از الکترولیت‌های پلیمری جامد سه‌لایه، ایمنی و کارایی باتری‌ها به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. این فناوری می‌تواند نگرانی‌های مربوط به آتش‌سوزی و انفجار باتری‌های لیتیوم یونی را کاهش دهد و راه را برای توسعه و استفاده گسترده‌تر از باتری‌های ایمن‌تر و پایدارتر در صنایع مختلف هموار کند.
اخبار حوزه محیط‌زیست و تغییرات اقلیمی را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.
source