بطاريات الليثيوم: وجد الباحثون طريقة جديدة لتفجير قدرتها

يمكن لبطاريات الليثيوم المعدنية أن تنفجر سعة البطارية، مع تقليل وزنها وتكلفتها. وتستخدم الأخيرة الليثيوم المعدني بشكل مباشر بدلاً من أيونات الليثيوم كما هو الحال في جميع بطاريات “ليثيوم أيون” الموجودة في السوق. ومع ذلك، حتى الآن، لم تكن هذه البطاريات المعدنية مجدية تجاريًا بسبب قصر عمرها وزيادة خطر الانفجارات. لكن يبدو أن الباحثين وجدوا حلاً جديدًا.

يقع الليثيوم في قلب الثورات التكنولوجية في العقود الأخيرة، وخاصة في مجال الهواتف المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء بجميع أنواعها والسيارات الكهربائية. لكن الأمر لا يخلو من العيوب: أولاً، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تسبب الحرائق في ظل ظروف معينة. فهي مكلفة للغاية في التصنيع. وأخيرًا، لا تزال كثافة الطاقة فيها أقل من المستوى المطلوب، خاصة في السيارات الكهربائية. إن وزن البطاريات جنبًا إلى جنب مع كثافة الطاقة لتقنية أيون الليثيوم يعني أن البطاريات تنفق ما يقرب من ربع قدرتها على تحريك وزنها.

البطاريات: هل الليثيوم المعدني هو مستقبل البطاريات؟

الليثيوم هو في الواقع عنصر تفاعلي بشكل خاص - وحتى الآن يفضل المصنعون تجنب استخدام الليثيوم المعدني مباشرة في البطاريات - ومن هنا حقيقة أننا نتحدث بدلاً من ذلك عن بطاريات الليثيوم أيون. والسبب بسيط: عندما يتم استخدام الليثيوم المعدني مباشرة كقطب كهربائي، تبدأ النتوءات في التشكل بسرعة خاصة - وتسمى هذه النتوءات بالتشعبات. وفي النهاية تخترق هذه التشعبات الحاجز الذي يفصل بين الجوانب الإيجابية والسلبية للبطارية، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي.

ومع ذلك، فإن الإلكتروليتات السائلة التي تغمر فيها هذه الأقطاب الكهربائية تكون قابلة للاشتعال. ومما يزيد الطين بلة أن الليثيوم المعدني يتشكل أيضًا تلقائيًا عند ملامسته للهواء. أدى النمو السريع للتشعبات على الأقطاب الكهربائية المطلية بالليثيوم المعدني وزيادة خطر الحرائق إلى تفضيل الصناعة لأيونات الليثيوم الأقل خطورة (على الرغم من أنه كما تعلم،كما تحدث انفجارات في بطاريات الليثيوم أيون بانتظام).

خاصة أنه مع التقنيات المعروفة حتى ذلك الحين، تميل بطاريات الليثيوم المعدنية إلى أن تكون ذات عمر افتراضي قصير بشكل خاص. ومع ذلك، فقد وجد الباحثون في جامعة ستانفورد ركيزة جديدة، عندما تغطي قطبًا كهربائيًا مطليًا بالليثيوم المعدني، تحد من نمو التشعبات. خلال اختباراتهم، تمكن الباحثون من الحفاظ على 85% من الشحن الأولي بعد 160 دورة، بينما بدون هذه الركيزة، كانت النتيجة حوالي 30%.

إقرأ أيضاً:عمر بطارية الهاتف الذكي آخذ في الانخفاض – لماذا تصل بطاريات الليثيوم أيون إلى حدودها القصوى

أكثر من الهواتف الذكية، يجب أن تستفيد السيارات الكهربائية بشكل خاص من هذا التقدم بفضل انخفاض وزن الخلايا مما يزيد من استقلاليتها. ومع ذلك، وعلى الرغم من أن هذا التقدم مثير للاهتمام، إلا أنه لا ينبغي العثور عليه في المنتجات المسوقة قبل بضع سنوات. علاوة على ذلك، فإن هذا ليس هو السبيل الوحيد للبحث لإنشاء بطاريات تحتوي على الليثيوم المعدني. مراكز البحوث، وخاصة فيتعمل شركة تسلا، على سبيل المثال، على نوع جديد من بطاريات الليثيوم المعدنية المزودة بإلكتروليت صلب.، بحكم الأمر الواقع القضاء على تشكيل التشعبات.

مصدر :Stanford.edu