افزایش طول عمر باتری ها با نانوتیوب کربن - تفطن

بر اساس این تحقیقات، استفاده از فیلم نانوتیوب کربن مانع رشد دندریت روی سطح بدون پوشش آند لیتیمی در باتری ها می گردد. هنگام استفاده از باتری ، یون های لیتیم به وسیله الکترولیت از آند به کاتد منتقل می شوند. زمانی که باتری شارژ می گردد، یون ها در جهت مخالف و از کاتد به آند منتقل می شوند. اما هنگامی که این یون ها به آند از جنس فلز خالص می رسند، به شکل یک سطح هموار روی آن انباشته نمی شوند، بلکه ستون هایی موسوم به دندریت را تشکیل می دهند. این دندریت ها با هر بار شارژ کردن باتری بلندتر شده و بالاخره به کاتد می رسند و بدین ترتیب موجب از بین رفتن باتری می شوند. محققان برای حل این مشکل یک راه چاره ساده ارائه کردند که در آن سطح آند فلزی با استفاده از یک فیلم متشکل از نانوتیوب های کربن پوشیده می گردد. تماس فیلم نانوتیوب با آند لیتیمی موجب انتقال الکترون از فیلم به فلز می گردد و در نتیجه آن رنگ فیلم از سیاه به سرخ تغییر می نماید. در مقابل فیلم هم یون های لیتیم را جذب می نماید و این یون ها در تمام سطح فیلم توزیع می شوند. بدین ترتیب فیلم متشکل از نانوتیوب های کربن مانع شکل گیری دندریت ها می گردد. در آزمایشات اولیه که با استفاده از این شیوه انجام گرفت معین شد باتری مورد آزمایش پس از 58 چرخه شارژ سلول های لیتیمی 99.8 درصد از کارآیی کولنی خود را حفظ کردند. منظور از کارآیی کولنی قابلیت حرکت الکترون ها در یک سیستم الکتروشیمیایی است. گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.

5656