محققان به شارژ فوق العاده ایمن و فوق سریع باتری لیتیوم یونی دست یافته اند

در یک پیشرفت قابل توجه برای فناوری EV، محققان دانشگاه Chung-Ang در کره جنوبی پیشرفتی در زمان شارژ باتری لیتیوم یون (Li-ion) و ایمنی آن داشته اند.

مطالعه آنها که در مجله Energy Storage Materials منتشر شده است، بر بهبود باتری های لیتیوم یونی برای خودروهای الکتریکی متمرکز است.

چالش باتری‌های لیتیوم یون فعلی در دستیابی به شارژ سریع بدون به خطر انداختن چگالی انرژی باتری است که بر برد خودرو و زمان‌های شارژ آن تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، شارژ سریع نگرانی‌های ایمنی را به دلیل آبکاری لیتیوم ایجاد کرده است که می‌تواند منجر به داغ شدن بالای سلول های باتری شود.

تیم تحقیقاتی این دانشگاه یک استراتژی برای کاهش این مشکلات با افزایش ترکیب الکترولیت در باتری ایجاد کرده است که با استفاده از LiPF6 غلیظ (یک نوع الکترولیت باتری لیتیوم یونی) در ترکیب با کربنات‌های خطی، در جهت بهبود فرآیند جداسازی، که برای حرکت سریع یون به داخل آن گرافیت حیاتی است صورت گرفته است. آنها به طور خاص روی الکترولیت هایی با انرژی فعال سازی کم، مانند دی متیل کربنات، برای تسهیل شارژ سریع تر تمرکز کردند.

یافته های آنها نشان می دهد که این اصلاحات الکترولیت می تواند به طور قابل توجهی قابلیت شارژ سریع را افزایش دهد و در عین حال پایداری باتری را حفظ کند. آزمایش‌های آزمایشگاهی روی یک سلول 1.2 آمپر ساعتی نشان داد که باتری می‌تواند سه برابر ظرفیت بیشتری را در طول 200 چرخه حفظ کند و مهمتر از همه، از تورم سلولی که معمولاً با آبکاری لیتیوم مرتبط است جلوگیری می‌کند.

همچنین این مطالعه از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای درک اثرات غلظت‌های مختلف الکترولیت بر عملکرد باتری استفاده کرد که این رویکرد دوگانه آزمایش عملی و تجزیه و تحلیل محاسباتی، بینش‌های ارزشمندی را در مورد اینکه چگونه باتری‌های آینده را می‌توان برای قابلیت‌های شارژ فوق سریع مهندسی کرد، ارائه می‌کند.

محقق ارشد و دانشیار جانگیوک مون معتقد است که این پیشرفت‌ها می‌توانند با کاهش زمان شارژ و افزایش برد خودرو، خودروهای الکتریکی را کاربردی‌تر کند و در نتیجه استفاده گسترده‌تر از محصولات الکتریکی را بیشتر کند.

مون در مورد این تحقیقات گفت: «با بهبود سینتیک و پایداری باتری‌ها در شرایط شارژ سریع، امیدواریم بتوانیم تأثیر معناداری بر صنعت خودروهای الکتریکی و در نهایت بر زندگی روزمره مردم بگذاریم.»

علاوه بر این دانشگاه هاروارد نیز یک باتری حالت جامد تولید می کند که در عرض چند دقیقه شارژ می شود که با توجه به این تحقیقات میتوان آینده ی بسیار امیدوار کننده تری را برای محصولات حمل و نقل الکتریکی مانند باتری خودروها و باتری موتور برقی انتظار داشت.