محققان دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی پاسفیک (PNNL) الکترولیت جدیدی برای باتری‌های لیتیم یون تهیه کردند. بطوریکه با دستیابی به غلظت مناسب نمک الکترولیت، نشان دادند که یک باتری فلز لیتیمی کوچک میتواند 7 برابر بیشتر از باتری‌های با الکترولیتهای رایج شارژ شود.
محلول الکترولیت منجر به انتقال ذرات باردار بین الکترودها و تولید الکتریسیته میشود. پیداکردن الکترولیتی که مانع از خورده شدن الکترودها در باتری لیتیمی شود، همواره یک چالش جدی بوده که در حال حاضر این محققان توانستند با موفقیت لایهی محافظی را در اطراف الکترودها ایجاد کرده و تعداد چرخههای شارژ-دشارژ را افزایش دهند.الکترولیتهای رایج بکار رفته در باتری‌های لیتیم-یون که وسایل خانگی نظیر کامپیوترها و موبایلها را شارژ میکنند برای باتری‌های فلز لیتیم مناسب نیستند. در باتری‌های فلز لیتیم که گرافیت با لیتیم جایگزین میشود، ظرفیت ذخیره را میتوان به 2 تا 3 برابر و در نتیجه، مسافت طی شده توسط خودروهای الکتریکی را تا دو برابر افزایش داد.
افزودن نمک لیتیمِ بیشتر به الکترولیت مایع، سطح پایدارتری را بین الکترولیت و الکترودها ایجاد میکند که بر طول عمر باتری تأثیر میگذارد. البته غلظت بالای نمک لیتیم بکاررفته در الکترولیت، ویسکوزیته را افزایش داده و هدایت یونها را کاهش میدهد. با ترکیب یک حلال بر پایه فلوئور برای افزایش رقت الکترولیت، غلظت کلی الکترولیت هم در مقدار مناسبی نگه داشته شده و مزایای باتری نیز حفظ شد.
در این فرایند، غلظت بالایی از نمک لیتیم به صورت تودهای در قسمتهای مختلف الکترولیت وجود دارد و بدین ترتیب پوشش محافظی را بر الکترودها ایجاد کرده و مانع از رشد شاخههای دندریتی بر سطح خواهد شد.
با این روش، 80 درصد از ظرفیت اولیه باتری پس از طی 700 چرخه شارژ-دشارژ باقی ماند. در حالیکه باتریهایی که از الکترولیتهای رایج استفاده میکنند، تقریباً 100 چرخه را طی میکنند. طبق گفته محققان، از این مواد رقیقکنندهی بر پایه فلوئور در باتری‌های فلز سدیم و سایر باتری‌های فلزی نیز میتوان بهره برد.
این دستاورد بخشی از پروژه Battery500 آزمایشگاه PNNL است که سعی در تولید باتری‌های ارزانتر، سبکتر و کوچکتر دارد که انرژی ویژه باتری‌های فعلی را تا 3 برابر افزایش میدهد.
