بهبود ایمنی و دوام باتری های لیتیم یون با کمک کلکتور گرافنی

به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه سوانسی با همکاری پژوهشگران دانشگاه صنعتی ووهان و دانشگاه شنژن، روشی موفقیت آمیز برای تولید کلکتورهای جریان گرافنی در مقیاس بزرگ ایجاد کرده اند. این پیشرفت جدید می تواند به طور قابل توجهی ایمنی و عملکرد باتری لیتیوم یون (LIB) را بهبود بخشد و چالش های حیاتی در فناوری ذخیره سازی انرژی را برطرف کند.

نتایج این یافته ها که در Nature Chemical Engineering منتشر شده است، اولین رویکرد موفق برای ایجاد فویل های گرافن بدون نقص در مقیاس تجاری را نشان می دهد، دستاوردی که می تواند آینده فناوری باتری را تغییر دهد.

گرافن، ماده ای که به دلیل خواص استثنایی آن شناخته شده است، اکنون نوید رسانایی گرمایی فوق العاده را در کلکتورها می دهد. فویل های گرافن توسعه یافته توسط این تیم می توانند گرما را تا 1400٫8 W m-1 K-1 منتقل کنند که تقریباً 10 برابر بیشتر از کلکتورهای جریانی از جنس مس و آلومینیوم مورد استفاده در باتری های لیتیوم یونی است.

این رسانایی افزایش یافته نقش مهمی در مدیریت مؤثر گرمای شدید تولید شده در باتری های لیتیوم یونی پر انرژی، مانند باتری های مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی ایفا می کند.

دکتر روی تان، یکی از محققان این پروژه از دانشگاه سوانسی، اهمیت این پیشرفت را برجسته می کند و می گوید: روش ما امکان تولید جمع کننده های جریان گرافن را در مقیاس بالا و کیفیتی مناسب فراهم می کند که به راحتی در تولید باتری های تجاری ادغام شوند.

این نتایج نه تنها ایمنی باتری را با مدیریت مؤثر گرما بهبود می بخشد، بلکه تراکم انرژی و طول عمر را نیز افزایش می دهد. با جایگزینی کلکتورهای فلزی سنتی، با کلکتورهای مبتنی بر گرافن به وسیله جلوگیری از تجمع گرمای شدید که می تواند منجر به خرابی باتری و حتی آتش سوزی یا انفجار شود، جایگزین مطمئن تری برای تولید باتری ارائه می شود.

دکتر جین لونگ یانگ از دانشگاه شنژن، توضیح می دهد: ساختار متراکم و تراز گرافن ما مانعی محکم در برابر تشکیل گازهای قابل اشتعال ایجاد می کند و از نفوذ اکسیژن به سلول های باتری جلوگیری می کند که برای جلوگیری از خرابی های فاجعه بار بسیار مهم است.

فراتر از مدیریت حرارت، این فویل های گرافنی دوام قابل توجهی از خود نشان می دهند. محققان در این پروژه یک فویل گرافنی به طول 200 متر با ضخامت تنها 17 میکرومتر تولید کردند. این فویل حتی پس از 100 هزار بار خم شدن، رسانایی الکتریکی بالایی را حفظ کرد و انعطاف پذیری خوبی را به نمایش می گذارد. چنین دوامی باعث می شود که این ماده نه تنها برای باتری ها بلکه برای الکترونیک انعطاف پذیر و سایر کاربردهای پیشرفته نیز مناسب باشد. باتری های ساخته شده با این فویل ها، اتلاف گرمای سریع تری را از خود نشان می دهند.

انتهای پیام