نگهداری از ثبات باتری با استفاده از الکترولیتهای تولید شده به روش چاپ سهبعدی
پژوهشگران چینی موفق به توسعه الکترولیتهای چاپ سهبعدی شدند که باتریهای روی را برای ۸۰۰۰ چرخه با ثبات نگه میدارند.
باتریهای مبتنی بر روی به دلیل هزینه پایینتر، ایمنی بالاتر و مزایای زیستمحیطی، برای مدت طولانی در مسیر رقابت جهانی برای تولید باتریهای ایمنتر و پایدارتر بهعنوان یک گزینه امیدوارکننده برای باتریهای لیتیوم-یون محسوب میشوند.
به نقل از یورک الرت، با وجود مزایای اثباتشده باتریهای روی، پتانسیل تجاری آنها به دلیل یک عامل آشنا، یعنی ناپایداری آند و رابطهای الکترولیت، محدود شده است. این رابطها تحت فشار دچار تخریب میشوند و منجر به رشد دندریت، اتصال کوتاه و کاهش ظرفیت باتری میگردند.
در حال حاضر، محققان «دانشگاه فناوری جنوب چین»(SCUT) با به کارگیری چاپ سهبعدی پردازش نور دیجیتال، راهحلی برای این مشکل یافتهاند. چاپ سهبعدی پردازش نور دیجیتال یک روش تولید افزایشی و دقیقی است که با استفاده از نور، لایههای پلیمر را میپزد.
روش تیم تحقیقاتی این امکان را ایجاد میکند که ساختارهای الکترولیت ژل-پلیمر بهطور برنامهریزیشده ساخته شوند و مهندسان بتوانند تنشهای بین سطحی را با دقت بسیار بالایی در مقیاس میکرون تنظیم نمایند.
نتایج این تحقیق قابل توجه بوده است. باتریهایی که با استفاده از این الکترولیتهای تولیدی ساخته شدهاند، توانستهاند بیش از ۲۰۰۰ ساعت چرخه پایدار را در سلولهای متقارن به دست آورند و بیش از ۹۱ درصد از ظرفیت خود را بعد از ۸۰۰۰ چرخه در آزمایشهای سلول کامل، حتی در شرایط دمایی بالا، حفظ کنند.
پروفسور «وی یوان»(Wei Yuan) یکی از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: کنترل تنش در باتریها همواره یکی از چالشها بوده است. الکترولیتهای ژلی سنتی معمولاً دارای منافذ نامنظم هستند که پیشبینی چگونگی تحول تنش را دشوار میسازد. با بهرهگیری از این روش چاپ سهبعدی اکنون میتوانیم خود تنش را بهعنوان یک پارامتر کنترلپذیر طراحی کنیم.
این پژوهش در نشریه «International Journal of Extreme Manufacturing» منتشر شده است.
