دانشمندان آمریکایی به روشی دست یافتهاند که میتواند عمر باتریهای لیتیوم-یونی را بدون نیاز به تغییر در ساختار داخلی یا خطوط تولید فعلی افزایش دهد. ظاهراً تیمی از پژوهشگران دانشگاه مریلند موفق شدهاند با اصلاح ترکیب الکترولیت باتری، از فرسودگی تدریجی باتریهای لیتیوم-یونی جلوگیری کنند.
باتریهای لیتیوم-یونی از دو الکترود آند و کاتد و یک الکترولیت مایع تشکیل شدهاند که یونهای لیتیوم در حین شارژ و دشارژ از طریق آن جابهجا میشوند. با گذشت زمان، الکترولیت دچار تجزیه میشود و به صورت لایههای بسیار نازک روی الکترودها رسوب میکنند. همین موضوع به افت تدریجی ظرفیت باتری منجر میشود.
اما تیم تحقیقاتی به جای تغییر الکترودها، روی الکترولیت تمرکز کردهاند. آنها با الهام از واکنشهای شناختهشده در شیمی آلی، ترکیب الکترولیت را به گونهای تنظیم کردهاند که انتقال یونها به شکل کنترلشدهتری انجام شود.
در نتیجه الکترولیت به جای تخریب نامنظم، به صورت هدفمند تجزیه میشود. این لایه از تخریب بیشتر جلوگیری کرده و روند فرسوده شدن باتری را کندتر میکند. نکته مهم این است که این روش به مواد عجیب یا کمیاب متکی نیست و از ترکیباتی استفاده میکند که هماکنون در صنعت باتری رایج هستند.
یکی از مزایای این روش، انعطافپذیری آن است. ضخامت و ترکیب لایه محافظ کاتد قابل تنظیم است. لایه ضخیمتر طول عمر باتری را افزایش میدهد اما سرعت انتقال یونها را کاهش میدهد. در مقابل لایه نازکتر توان و چگالی انرژی بالاتری ایجاد میکند اما فرسایش سریعتری به همراه دارد.
این ویژگی امکان طراحی باتریهای متناسب با کاربرد را فراهم میکند؛ برای مثال تمرکز بر دوام حداکثری در سامانههای ذخیره انرژی ثابت یا تمرکز بر عملکرد بالا در خودروهای برقی. این فناوری هنوز در مراحل اولیه آزمایش قرار دارد با این حال کارشناسان نسبت به آن خوشبین هستند.
