راهی نوین برای تهیه باتری‎های حالت جامد

با استفاده از کریستال‎های جامدی که می‎توانند خود به خود در کنار یکدگیر قرار گیرند، می‎توان کانال‎هایی را برای انتقال الکترون ایجاد کرد که باتری ایمن‎تری را تولید می‎کند.
محققان نوعی ماده جامد را کشف کردند که می تواند در باتری‎های سمی لیتیم-یون بکار رود. 
هر باتری از دو الکترود با بار مخالف تشکیل شده که توسط الکترولیت مایع یا ژل‎مانندی با یکدیگر ارتباط دارند. در اکثر مواقع، این الکترولیت‎ها اشتعال آور و سمی هستند که تلاش برای جایگزینی آنها با مواد مناسب ادامه دارد. 

پروفسور موریا (Moriya) در ژاپن، برای غلبه بر این مشکل، کریستال‎های مواد مختلف را اندازه‎گیری کرد. برای این کار، ترکیبی آلی به نمک لیتیم الکترولیت اضافه شد. لذا مولکول‎ها به صورت خودبخودی در کنار یکدیگیر تجمع کردند تا بتوانند کانال‎هایی را برای انتقال یون‎های لیتیمی فراهم کنند و بدین ترتیب جریان الکتریکی منتقل می‎شود. تغییر در ساختار مولکول‎ها منجر به تغییر هدایت یونی الکترولیت خواهد شد. هدایت یونی در این مواد به اندازه مایعات آلی یا الکترولیت‎های شیشه ای نیست. اما قابل مقایسه با الکترولیت‎های پلیمری است و می‎توانند به عنوان الکترولیت‎های جامد بکار روند. 

همچنین پتانسیل اشتعال ماده آلی در این الکترولیت‎های کریستالی، نسبت به الکترولیت‎های پلیمری و مواد رایج در باتری‎های لیتیمی فعلی، کمتر بوده و باعث افزایش ایمنی این باتری‎ها شده است. پروفسور موریا دریافت که با تغییر در اندازه مولکول‎های این مواد می‎توان ساختار کریستالی آنها را کنترل کرد. این سازگاری ساختاری باعث بهبود هدایت یونی در این مواد شده‎است. 
این مشاهدات مسیر جدیدی را برای طراحی الکترولیت‎های جامد و کاربرد آن‎ها در وسایل الکتریکی بوجود آورده است.  

filereader.php?p1=main_10a7cdd970fe135cf
منبع مطلب