باتری‌های لیتیومی که تقریباً در تمام تلفن‌های همراه مدرن به کار می‌روند، تا ابد دوام نمی‌آورند. حدود یک‌پنجم ظرفیت شارژ یک باتری لیتیومی طی ۵۰۰ سیکل شارژ اول از دست می‌رود و متأسفانه کاری هم از دستتان برنمی‌آید. بااین‌حال، این احتمال وجود دارد که در آینده باتری‌هایی بادوام‌تر داشته باشیم که با شیب کمتری ظرفیت خود را از دست بدهند. مطالعه جدیدی که در آزمایشگاه PNNL انجام‌شده، نویدبخش بدل شدن این آرزو به واقعیت در آینده‌ای نه‌چندان دور است.
گروهی از دانشمندان این آزمایشگاه ملی، به کمک یک میکروسکوپ قدرتمند توانستند یک باتری لیتیومی را همزمان و در حال شارژ و تخلیه مشاهده کنند. چیزی که در این آزمایش مشاهده شد، این بود که تنش‌های ایجادشده در باتری در حال مصرف موجب ایجاد ترک‌هایی روی الکترود آن می‌شود. این البته یکی از دلایلی است که باعث کاهش عملکرد باتری لیتیومی با گذر زمان می‌شود. طبق نتایج این پژوهش، هر سیکل شارژ و تخلیه موجب به‌جا ماندن مقادیر کمی از لیتیوم بیرون از الکترود سلول می‌شود. این لیتیوم “مرده” (به قول دانشمندان پروژه) در سیکل شارژ بعدی نقشی ندارد و موجب افت جزئی ظرفیت باتری می‌شود. علاوه بر این، در این پژوهش مشاهده شد که چطور یک فاز میانی الکترولیت جامد روی سطح الکترود شکل می‌گیرد و باتری را “مسدود” کرده و قابلیت شارژ باتری را دچار مشکل می‌کند.
استفاده از جایگزین‌های دیگری برای لیتیوم می‌تواند راه‌حلی برای این مشکل باشد. فلزاتی مانند منیزیم، آلومینیوم یا مس می‌توانند روزی به‌عنوان جایگزینی استفاده شوند که هم ارزان‌تر و هم مطمئن‌تر باشند. اما در حال حاضر، حتی اگر قرار باشد باتری‌های غیر لیتیومی به سطح عملکرد باتری‌های لیتیومی فعلی برسند، تحقیقات زیادی باید انجام شود.
نظرات کاربران