استفاده از آند هیبریدی گرافن-نانولوله کربن در باتری‎های لیتیمی

محققان دانشگاه رایس موفق شدند باتری‎های لیتیمی با ظرفیتی بالایی را با استفاده از آندهای هیبریدی بسازند که مانع از تشکیل دندریت‎ها خواهد شد.
محققان دانشگاه رایس (Rice) موفق شدند نوعی آند را برای باتری‎های لیتیمی طراحی کنند که ظرفیت 3 برابر بیشتر از باتری‎های لیتیم-یون تجاری از طریق حل مشکل رشد دندریتی ایجاد می‎کند. این باتری می‎تواند به دلیل ساختار منحصر به فرد آند، ظرفیت بیشتری داشته باشد زیرا ساختار سه بعدی سطح کربن، مساحت بسیار زیادی را برای یون‎های لیتیم فراهم می‎کند. در این آند هیبریدی، نانولوله‎ها با پیوندهای کووالانسی به سطح گرافن متصل می‎شوند. 

این نوع آند، علاوه بر دانسیته پایین و مساحت سطح زیاد، فضای کافی برای ورود و خروج یون‎های لیتیم در هر چرخه شارژ و دشارژ فراهم می‎کند. اگرچه نمونه‎های اولیه باتریهای لیتیمی به دلیل محدودیت ظرفیت کاتد با مشکل مواجه می‎شدند، اما در مقابل ماده آندی به ظرفیت ذخیره 3351 میلی آمپرساعت بر گرم می‎رسد که بسیار نزدیک به مقدار تئوری بوده و 10 برابر بیشتر از سایر باتری‎های لیتیمی است. 

به منظور ارزیابی این ماده آندی، از یک کاتد سولفوری استفاده شد که 80 درصد ظرفیت پس از طی 500 چرخه شارژ و دشارژ باقی ماند و با استفاده از عکس‎برداری از سطح، هیچگونه رشد دندریتی مشاهده نشد.

filereader.php?p1=main_10a7cdd970fe135cf

منبع مطلب