پژوهشگران آزمایشگاه تیانموشان و دانشگاه چینهوا موفق به توسعهی سلولهای کیسهای لیتیوم فلزی با پایداری بالا و چگالی انرژی فراتر از ۶۰۰ واتساعتبرکیلوگرم شدند. نتایج پژوهش مذکور در نشریهی بینالمللی Nature Communications به چاپ رسید.
نیاز فزاینده به پهپادها و هواگردهای برقی عمودپرواز با چالش کمبود مداومت پروازی روبهرو است. باتریهای تجاری کنونی با آند گرافیتی به سقف نظری حدود ۳۵۰ واتساعتبرکیلوگرم نزدیک شدهاند و پاسخگوی نیازهای عملیاتی طولانیمدت نیستند.
تیم تحقیقاتی با طراحی نوعی ساختار حلالپوشی و افزودنی جدید برای الکترولیت، لایهی محافظ نازک و متراکمی روی کاتد ایجاد کردند که آسیبهای ناشی از چرخههای ولتاژ بالا را کاهش میدهد. تشکیل لایهی رابط پایدار روی آند لیتیوم فلزی مانع رشد دندریتها میشود و خطرات ایمنی را مهار میکند.
سلولهای کیسهای ۱۰ آمپرساعتی با کاتد سهتایی نیکل بالا به چگالی ۵۵۰٫۷ واتساعتبرکیلوگرم دست یافتند و پس از ۱۸۰ چرخه، ۸۰ درصد ظرفیت را حفظ کردند. استفاده از مواد کاتدی غنی از لیتیوم و بر پایهی منگنز، انرژی ویژهی برگشتپذیر را به ۶۰۲٫۵ واتساعت بر کیلوگرم رساند که بهبودی بیش از ۵۰ درصدی را در مقایسه با سلولهای رایج نشان میدهد.
فناوری یادشده در مراحل آزمایشی به سر میبرد و تجاریسازی انبوه آن نیازمند توسعهی فنی بیشتر خواهد بود.
