تولید "نانو‌ الکترودهایی" با ظرفیت بالا برای باتری‌هایی با چند برابر توان

ژاولین لیو از موسسه آاستار با همکاری یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه فودان چین اقدام به ساخت این الکترود ارزان قیمت کردند که می‌توان آن را به تولید انبوه رساند. باتری‌های تولید شده توسط این الکترودها قادراند دانسیته بار بیشتری نسبت به الکترودهای رایج یون لیتیم در خود ذخیره کنند. 

باتری‌های یون لیتیم با نقل و انتقال یون لیتیم میان دو الکترود، انرژی را ذخیره و رهاسازی می‌کنند. در حین شارژ کردن، یون‌های لیتیم از کاتد رها می‌شوند. کاتدها معمولا از جنس اکسید کبالت لیتیم هستند. یون‌ها از میان الکترولیت مایع عبور کرده و به آن می‌‌رسند. آندها معمولا از جنس گرافیت بوده که حاوی حفره‌های متعددی است. در هنگام شارژ شدن، تمام این فرآیند برعکس شده و جریان الکتریکی میان دو الکترود ایجاد می‌شود. 

اکسید آهن ظرفیت بالاتری نسبت به گرافیت دارد اما فرآیند آن بسیار کند است. از سوی دیگر وارد شدن یون لیتیم به درون الکترود اکسید آهن موجب متورم شدن آن شده و در نهایت بعد از چند مرتبه شارژ و دشارژ شدن ساختار الکترود دچار مشکل می‌شود. 

لیو و همکارانش نشان دادند که الکترود ساخته شده از نانوذرات آهن عمر بیشتری دارد زیرا حفره‌های موجود در آن دسترسی بیشتری به یون‌های لیتیم می‌دهد. با خارج شدن یون‌ها، ساختار الکترود به حالت اولیه باز می‌گردد. این گروه تحقیقاتی از نانوذرات آهن با ساختار α-Fe2O3 به قطر 5 نانومتر استفاده کردند. این نانوذرات با حرارت دادن نیترات آهن در آب به‌دست می‌آیند. محققان از کربن بلک و پلی‌وینیلیدین فلوراید برای چسباندن نانوذرات به هم استفاده کردند. این نانوذرات روی فویل مس نشانده شد تا آند ساخته شود. 

نتایج نشان داد که پس از 230 بار شارژ/دشارژ این الکترود هنوز 97 درصد ظرفیت 1009 میلی‌آمپر بر ساعت خود را داراست.

انتهای پیام/