باتری‌های لیتیم-یون اولین بار در محصولات شرکت سونی در سال 1991 ارائه شدند و از آن زمان، زندگی بشریت را دگرگون کردند. در حال حاضر، این باتریها در هر وسیلهای بکار میروند. از تجهیزات کوچک پزشکی گرفته تا گوشیهای هوشمند و خودروهای الکتریکی گران قیمت. اما هنوز هم این باتریها به اندازه کافی قدرتمند نیستند تا بتوانند جایگزین مناسبی برای انرژیهای نفت و گاز باشند یا اینکه به اندازه کافی ارزان نیستند تا جایگزین انرژیهای خورشیدی و بادی شوند.
آقای دیو ایگلشام (Dave Eaglesham) مدیر اجرایی شرکت Pellion اعتقاد دارد که شرکتش جهشی فوقالعاده در فناوری باتری‌های لیتیم-یون انجام داده که میتواند این صنعت را وارد مرحله جدیدی کند. وی و همکارانش پروژهای را انجام دادند که محققان در طول 4 دهه بر روی آن بحث میکردند: ساخت یک نمونه باتری لیتیم-فلز شارژپذیر و قابل اطمینان.
اگر چه که سایر شرکتها نیز در سالیان گذشته نمونههای مختلفی از باتری‌های لیتیم فلزی را تهیه کردهاند اما هیچکدام مانند شرکت Pellion نتوانستند مشتری برای محصول پیدا کنند.
نمونه باتری این شرکت میتواند میزان انرژی باتری‌های لیتیم-یون را دو برابر کند. اگر باتری‌های این شرکت بتوانند برخی دیگر از محدودیتهای اولیه را نیز حل کنند، میتوان از آنها در خودروهای الکتریکی شرکت تسلا نیز استفاده کرد و مسافت طی شده توسط آنها را به 800 کیلومتر (500 مایل) به ازای هر بار شارژ رساند.
استفاده از فلز لیتیم در باتری‌های شارژپذیر سه مشکل عمده را ایجاد میکند: اول، با هر چیزی واکنش میدهد: مثل آب، اکسیژن و حتی نیتروژن؛ فلذا احتمال آتشگیری را به شدت افزایش میدهد.
دوم واکن پذیری لیتیم به این معنی است که واکنشهای جانبی هم در الکترولیت مایع رخ خواهند داد که میتوانند مقدار لیتیم در دسترس را به شدت کاهش داده و طول عمر باتری را در هر چرخه شارژ-دشارژ کاهش دهند.
سوم، وقتی که یک باتری لیتیم فلزی دشارژ میشود، یونهای لیتیم از آند جداشده و به کاتد میروند و در حین شارژ باتری، همین فرایند در مسیر عکس اتفاق افتاده که منجر به ترسیب ذرات فلز لیتیم در سطح آند خواهد شد. لذا ساختارهای دندریتی را بر سطح آند تشکیل میدهند که در هر چرخه شارژ-دشارژ نیز بر مقدار آنها افزوده میشود و در نهایت باعث اتصال کوتاه در باتری خواهند شد.
در نمونههای باتری Pellion از روش رایج برای ساخت باتری‌های لیتیم-یون استفاده شده که شامل الکترولیت مایع، کاتد رایج در باتریها و آندی از جنس ورقه مسی است.
در حالت دشارژ، یونهای لیتیم در ساختار کاتد قرار دارند. اتفاق جالبی که رخ میدهد این است که وقتی باتری برای اولین بار شارژ میشود، یونهای لیتیم از کاتد جدا شده و به صورت لایهای از لیتیم فلزی بر سطح آند مس قرار میگیرند. شارژ باتری در حالتی رخ میدهد که باتری به طور کامل از محیط پیرامونش عایق شده و بدین ترتیب، لایه تشکیل شده از لیتیم کاملاً محافظت میشود که به این عمل "عاری از لیتیم یا بدون لیتیم" اطلاق میشود.
البته این باتری نیز محدودیتهایی دارد؛ بطوریکه به 3 ساعت زمان برای شارژ کامل باتری نیاز است و تنها میتواند 50 چرخه شارژ-دشارژ را تأمین کند که بسیار کمتر از چرخههای مورد نیاز برای گوشیهای هوشمند (300 سیکل) یا خودروهای الکتریکی (1000 سیکل) است. در واقع، الکترولیت مایعی که در این باتری بکار میرود عامل محدودیت تعداد سیکلهای آن است.
با توجه به محدودیتهای این باتری، مسئولین این شرکت هنوز بر کاربرد آنها در خودروهای الکتریکی متمرکز نشدهاند. اما خصوصیات این باتری، آن را به گزینهای جذاب تبدیل میکند. به عنوان مقایسه، سلهای لیتیم-یون در خودروهای الکتریکی شرکت تسلا دارای Wh/L 600 یا Wh/kg 220 انرژی هستند؛ درحالیکه نمونههای این شرکت دارای Wh/L 1000 یا Wh/kg 400 انرژی میباشند.
