پژوهشگران موسسه علوم و فناوری دائگو گیونگ‌ بوک (DGIST) در کره جنوبی موفق به توسعه نسل جدیدی از باتری های لیتیومی شده‌اند که به الکترولیت جامد پلیمری سه‌ لایه مجهز است. این باتری نوآورانه نه تنها قابلیت خاموش کردن خود در صورت آتش‌سوزی را دارد، بلکه پس از ۱۰۰۰ چرخه شارژ و دشارژ همچنان ۸۷.۹ درصد از عملکرد اولیه خود را حفظ می‌کند.

چرا این طراحی جدید مهم است؟

به گزارش آخرین خودرو، در باتری‌های پلیمری سنتی، در طول فرایند شارژ و دشارژ، لیتیوم می‌تواند به شکل‌گیری ساختارهایی به نام دندریت منجر شود. این دندریت‌ها شبیه شاخه‌های درخت بوده و ممکن است باعث تخریب اتصالات داخلی باتری و افزایش خطر آتش‌سوزی شوند. مشکل دندریت‌ها یکی از موانع اصلی در استفاده کامل از پتانسیل باتری‌های لیتیومی به حساب می‌آید.

در مطالعه‌ای که در مجله علمی Small منتشر شده، پژوهشگران DGIST طراحی جدیدی ارائه کرده‌‌اند که شامل لایه‌های نرم در بیرون برای تماس بهتر با الکترودها و یک لایه میانی قوی به منظور تقویت ساختار باتری است. علاوه بر این، الکترولیت باتری با موادی همچون دکابرمو دی‌ فنیل اتان (به‌ عنوان ماده ضد حریق)، نمک لیتیوم غلیظ و زئولیت تقویت شده است.

عملکرد طولانی‌مدت و ایمنی بیشتر

باتری جدید نه تنها از نظر ایمنی پیشرفته‌تر است، بلکه طول عمر بالاتری نسبت به باتری‌های کنونی دارد. به گفته دکتر کیم جائه‌-هیون، پژوهشگر اصلی این پروژه، باتری ابداعی آنها پس از ۱۰۰۰ چرخه شارژ و دشارژ حدود ۸۷.۹ درصد از ظرفیت اولیه خود را حفظ می‌کند. بد نیست بدانید بیشتر باتری‌های فعلی پس از این تعداد چرخه معمولاً ۲۰ تا ۳۰ درصد از ظرفیت خود را از دست می‌دهند.

برای درک بهتر، تصور کنید یک خودروی برقی با برد ۳۰۰ مایل (۴۸۲ کیلومتر) از این باتری استفاده کند. پس از ۳۰۰,۰۰۰ مایل (۴۸۲ هزار کیلومتر) کارکرد، این خودرو می‌تواند بیش از ۲۶۰ هزار مایل (۴۱۸ هزار کیلومتر) برد داشته باشد. همانطور که در بالا نیز اشاره کردیم، این باتری در صورت آتش‌سوزی به‌ طور خودکار خاموش می‌شود، قابلیتی که می‌تواند تحول بزرگی در صنعت باتری ایجاد کند.

کاربردی فراتر از صنعت خودرو

هرچند خودروهای برقی اصلی‌ترین هدف این فناوری هستند، اما کاربردهای باتری جدید به این حوزه محدود نمی‌شود. می‌توان از این مزایای این باتری، از تلفن‌های همراه و دستگاه‌های پوشیدنی گرفته تا سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ، بهره گرفت.