باشگاه خبرنگاران جوان - باتریهای لیتیوم-یون با آندهای سیلیکونی میتوانند تقریباً ده برابر بیشتر از باتریهای گرافیتی معمولی انرژی ذخیره کنند، اما طول عمر آنها به دلیل انبساط سریع سیلیکون (سه تا چهار برابر اندازه اصلی آن) در حین شارژ بسیار کوتاه است که باعث ترک خوردن و جدا شدن آن از زیرلایه میشود.
با این حال، دانشمندان موسسه پیشرانش الکتریکی در MIPT یک راه حل نوآورانه برای این مشکل پیدا کردهاند. محققان به جای استفاده از ساختارهای سهبعدی پیچیده و گرانقیمت، از فویلهای مسی معمولی سوراخشده با لیزر استفاده کردند و سوراخهایی با قطر ۲۵۰ و ۵۰۰ میکرومتر ایجاد کردند.
آلیسا کاراکولینا، محقق، توضیح داد: «ما هنوز دقیقاً نمیدانیم که فویلهای سوراخدار چگونه بر پایداری آندهای مبتنی بر سیلیکون تأثیر میگذارند. با این حال، احتمالاً تحت تأثیر خواص مکانیکی ساختار درهمتنیده، اشباع فیلم متخلخل با الکترولیت، توزیع اجزای پیوند دهنده و استحکام پیوند آنها با زیرلایه قرار میگیرد. ماده فعال، با نفوذ به سوراخهای فویل، ممکن است به عنوان یک بخیه نیز عمل کند و طرفین الکترود را محکم به هم بچسباند و از کنده شدن جلوگیری کند.»
فویلهای مسی سوراخدار
این تیم معتقد است که ماده فعال به سوراخها نفوذ میکند، طرفین الکترود را به هم میچسباند و از تخریب جلوگیری میکند. نتایج یک مزیت قابل توجه را نشان داد: پس از ۱۰۰ چرخه شارژ-دشارژ، آندی که روی فویل سوراخدار نصب شده بود، ۹۰٪ از ظرفیت خود را حفظ کرد، در مقایسه با ۶۰٪ روی زیرلایه جامد. هنگامی که جریان تخلیه چهار برابر شد، هیچ تخریبی مشاهده نشد و اندازه کوچکتر سوراخها، تثبیت را بیشتر افزایش داد.
محققان قصد دارند این تکنیک را روی آندهایی با محتوای سیلیکون بالاتر آزمایش کنند و یک دسته آزمایشی از باتریها را در مرکز آزمایشگاهی این موسسه تولید کنند.
منبع: science.mail.ru
12259773
مهمترین اخبار علمی فناوری
