پیشرفت بزرگ! به همین دلیل، عمر باتری‌ها در آینده **افزایش خواهد یافت**

Thread Content

در اوایل قرن بیست و یکم، دستگاه‌های قابل شارژ که عمدتاً از باتری‌های لیتیومی استفاده می‌کردند، در زمینه‌های مختلفی از جمله دستگاه‌های همراه و خودروهای نوین، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند و ارزش بسیار زیادی برای بشریت ایجاد کردند. با این حال، در طول فرآیند توسعه، تغییرات حجمی عظیم ماده الکترود منفی خود باتری در هنگام ورود یون‌های لیتیوم، منجر به مجموعه‌ای از فروپاشی‌های ساختاری و بی‌بلوری شدن ماده می‌شود. در حال حاضر پیشرفت‌های قابل توجهی در زمینه مشکل فروپاشی ساختار باتری‌ها حاصل شده است، اما در مورد غیربلورین شدن باتری‌ها، دانشمندان سال‌هاست که بی‌چاره هستند. تحولی در استفاده از یون‌های سدیم رخ داد؛ زیرا به دلیل قیمت پایین‌تر و در دسترس بودن آسان‌تر، این یون‌ها می‌توانند جایگزین مناسبی برای باتری‌های لیتیومی در آینده باشند. اما تغییرات حجمی ناشی از فرآیندهای شارژ و تخلیه در مورد یون‌های سدیم، نسبت به باتری‌های لیتیومی بسیار بیشتر است. چند وقت پیش، دانشمندان دانشگاه فودان در کشور ما پیشرفت‌های چشمگیری در مطالعه تغییرات فاز کریستالی برگشت‌پذیر در مواد الکترود منفی باتری‌های یون سدیم به دست آوردند. محققان از مجموعه‌ای از مولکول‌های فلزی پلی‌فنیلی که حاوی هسته‌های فلزی بودند، به عنوان منبع واکنش واحد استفاده کردند؛ سپس با استفاده از پدیده سازماندهی π-π در صفحات حلقه‌های بنزن، این مولکول‌های پلی‌فنیلی را در لوله‌های کوارتزی خلأی، از طریق یک فرآیند کنترل‌شده از نظر دما، در دیواره لوله تجزیه و رسوب دادند. در نتیجه، نقاط نانویی فلزی یا آلیاژی (Sb, Bi, Sn, Ge, Sb89Bi11) با قطر کمتر از ۵ نانومتر، به طور یکنواخت در ساختار کربن گرافیتی پراکنده شدند و فیلم‌های کامپوزیتی دوفلزی/کربنی ایجاد گردیدند. فیلم ترکیبی تهیه‌شده دارای ویژگی‌های فرآوری خوبی است و همچنین رسانایی معادل گرافیت را دارد؛ بنابراین می‌تواند بدون نیاز به مواد رسانا، مستقیماً به عنوان ماده الکترودی در باتری‌های یون سدیم مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، ماده فعال الکترود پس از هر چرخه شارژ و تخلیه، به سرعت از حالت غیربلورین به حالت بلورین بازمی‌گردد. این تغییر فاز بلورین قابل برگشت و غیرمعمول، استحکام بسیار بالای الکترود در چرخه‌های مختلف و عملکرد پرتوان آن را تضمین می‌کند؛ به طوری که حتی پس از ۵۰۰۰ بار چرخه‌زنی در چگالی جریان بالای ۵C و ۷.۵C، ظرفیت باتری تقریباً کاهش نمی‌یابد و ساختار ماده الکترود نیز همچنان سالم باقی می‌ماند. منبع مقاله، وب‌سایت موفان است