با وجود پیشرفتهای روزافزون در صنعت خودروهای الکتریکی اما هنوز هم این محصولات از جانب باتریها رنج میبرند. یکی از انواع رایج باتریهایی که در خودروهای الکتریکی استفاده میشوند، باتری‌های لیتیوم یون هستند که هنوز هم از مشکل آتشگیری و انفجار ناشی از تصادف یا سایر عوامل رنج میبرند. این عوامل در نهایت باعث اتصال کوتاه در باتری شده و وقوع کوچکترین آتش در باتری منجر به سرایت آن به سایر نقاط میشود. اگرچه که تاکنون تلاشهای زیادی برای حل این چالش انجام شده ولی تاکنون نیز این مشکل بزرگترین نگرانی را برای استفاده از خودروهای الکتریکی در انظار عمومی به دنبال داشته است. در اغلب موارد، اشتعال و انفجار باتری به این دلیل است که تحت شرایط نرمال فعالیت نمیکند؛ لذا برای غلبه بر این چالش، گروهی از محققان آمریکایی در حال ارتقای ایمنی باتری‌های لیتیوم یون از طریق ساخت نوعی الکترولیت ضخیم شده هستند (مادهای که تحت شرایط فشار، ضخیمتر شده و بین آند و کاتد باتری قرار میگیرد و در برابر فشار مقاوم است و بنابراین دچار اشتعال نشده و در اثر برخورد، منفجر نمیشود. از طرفی تحت شرایط نرمال به صورت نرم باقی خواهد ماند).
در باتری‌های لیتیوم یون، آند و کاتد باتری توسط لایهای نازک و نرم و مایع الکترولیت از یکدیگر جدا میشوند. جایگزینی الکترولیت مایع با ماده جامد هنوز هم یک چالش جدی است، زیرا هر دو الکترود ساختار متخلخل دارند و نیازمند مایعی هستند تا این حفرات را پر کرده و اتصال لازم را برقرار کند. طبق ایده محققان، میتوان از الکترولیت شبه مایعی هم استفاده کرد که در مقایسه با الکترولیت مایع، تحمل بیشتری در برابر فشار مکانیکی دارد.
در واقع این الکترولیت، مشابه مخلوط آب و نشاسته عمل میکند؛ در صورتیکه این مخلوط به آرامی بهم بخورد، مقاومت بسیار کمی احساس میشود. در حالیکه اگر سرعت همزدن افزایش یابد، مقاومت بسیار بیشتری ایجاد خواهد شد. مایعی با این ویژگی از نوع سیال غیر نیوتنی است؛ فلذا اگر الکترولیتی نیز به همین صورت ساخته شود، مانع از اتصال کوتاه در باتری تحت شرایط فشار خارجی خواهد شد. البته ساخت این نوع الکترولیت بسیار پیچیدهتر از مخلوط آب و نشاسته است، زیرا ترکیب الکترولیت بسیار پیچیدهتر بوده و حاوی حلالها، افزودنیها و یونهای مختلف است.
فیلمهایی که از دستاورد این گروه تحقیقاتی منتشر شده، نشان میدهد که گلولهای با سرعتهای متفاوت، چطور بر الکترولیت مایع و این الکترولیت اثر میگذارد. این الکترولیت ضخیمشده، انرژی گلوله را جذب کرده و منجر به کاهش مؤثر سرعت گلوله میشود.
در مقایسه با الکترولیتهای معمولی، این الکترولیت باعث کاهش چشمگیری در بازده باتری لیتیوم یون نمیشود و در اثر فشار زیاد، سریعاً مشابه ماده جامدی عمل میکند و نیروی زیادی را برای غلبه بر این نیروی خارجی ایجاد خواهد کرد.
فایل مقاله این دستاورد در کانال تلگرام شبکه باتری بارگذاری میشود.
تهیه و تنظیم: علی صادقی
