محدود کردن رشد لیتیم میان اکسید گرافن در باتری‌های یون لیتیم
لیتیم ماده مناسبی برای ساخت آند در باتری‌هاست. این ماده می‌تواند دانسیته انرژی بالایی ایجاد کند که به دلیل وزن پایین، قادر است ظرفیت تئوری 3860 میلی آمپر ساعت برگرم تأمین کند. با این حال این فناوری از مشکلات جدی رنج می‌برد. یکی از این مشکلات، تغییر ناگهانی حجم باتری در حال کار است.
یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه استفورد موفق به رفع این مشکل شده‌است. آنها آندهای لیتیم را در فاصله میان دو لایه اکسیدگرافن احیاء شده، محدود کردند. این کامپوزیت جدید می‌تواند 3390 میلی‌آمپر در هرگرم، انرژی تولید کند.
این آند جدید مازاد پتانسیل بسیار پایینی در حدود 80 میلی‌ولت در 3 میلی‌آمپر برهر مترمربع دارد. یو چی از محققان این پروژه می‌گوید: « با طراحی یک لایه اکسید گرافن احیاء شده، توانستیم مشکل تغییر نسبتاً نامحدود حجم را در این آندها حل کنیم. این مشکل برای مدت‌ها توسط محققان لاینحل باقی مانده بود. معمولاً رشد دندریتی ناخواسته موجب ناپایداری الکترولیت می‌شود.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از روشی موسوم به فیلتراسیون خلاء موفق به تولید فیلم‌های اکسید گرافن شدند. این فیلم در لیتیم گداخته شده غوطه‌ور می‌شود، واکنش سریعی اتفاق می‌افتد و نانوحفره‌های نسبتاً یکنواخت در سطح آند تشکیل می‌شود. این حفره‌ها به‌عنوان میزبان فلز لیتیم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چی می‌گوید: «در حین این واکنش دریافتیم که سطح اکسید گرافن، لیتیم دوست می‌شود. لیتیم دوستی واژه‌ای است که ما آن را ایجاد کردیم و به این معناست، عنصر لیتیم تمایل زیادی به اتصال به سطح اکسید گرافن پیدا می‌کند.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،چی می‌افزاید که تیم تحقیقاتی او در این پروژه دریافته است نیروی ستونی وارد شده به نانوشکاف‌های سطح آند بسیار قدرتمند بوده و می‌تواند لیتیم را به شکاف‌ها متصل کند. بعد از سرد شدن این فیلم، این گروه تحقیقاتی الکترودی ارائه کردند که دارای ساختار لایه‌ای است.
