افزایش عمر باتری با حرارت دادن منظم

الکترودهای داخل باتری‌های شارژ شدنی در طول چرخه شارژ و تخلیه، به آرامی کوچک می‌شوند. یکی از عوامل دخیل در تخریب این نوع باتری‌ها رشد فیبرهای کوچک آند‌های لیتیومی، به نام دندریت‌ها هستند، که در الکترولیت پخش می‌شوند و هر چه بیشتر رشد می‌کنند از یک الکترود به الکترود دیگر گسترده می‌شوند تا اینکه با ایجاد یک پل اجازه می‌دهند الکترون‌ها از روی آنها عبور کنند؛ به این ترتیب نوعی اتصال کوتاه به وجود می‌آورند که باعث می‌شود باتری از کار بیفتد یا آتش بگیرد. حتی اگر این اتفاق نیز نیفتد، با قطع بخش‌هایی از الکترودها، ظرفیت باتری کاهش پیدا خواهد کرد.

اما پژوهشگران موسسه فناوری کالیفرنیا در حال بررسی این مسئله که چگونه دمای بالا می‌تواند دندریت‌ها را بشکند، متوجه شدند که حرارت دادن کنترل شده باتری لیتیوم یونی در دماهای کمتر از 55 درجه سلسیوس می‌تواند طول دندریت‌ها را تا 36 درصد کاهش دهد. پژوهشگران نحوه کارکرد این روند را بررسی کردند و دریافتند که افزایش دما باعث می‌شود که اتم‌های دندریت لیتیومی به شکل جمع و جورتر بازآرایی شوند و درواقع آنها با دریافت حرارت از نظر حجمی کوچکتر نمی‌شوند، بلکه فشرده‌تر می‌شوند. بر اساس نتایج این پژوهش که در مجله Chemical Physics منتشر شده است، فشرده شدن دندریت‌ها برای کاهش اثرات منفی آنها در باتری‌ها و استفاده از گرما برای افزایش طول عمر باتری‌ها کافی است.

منبع

No tags for this post.