روشی جدید برای فیلم برداری از داخل باتری های لیتیوم یونی حین شارژ و دشارژ

به گزارش کلیک ، دانشمندان دانشگاه میشیگان موفق شدند در یک روش تحقیقاتی کم هزینه پنجره ای برای باتری های لیتیوم یونی ایجاد کنند و از این طریق هنگامی که در حال شارژ یا دشارژ شدن هستند، از داخل آن ها فیلم برداری کنند.

نیل داسگوپتا از دانشگاه میشیگان معتقد است که باتری های لیتیومی متداول امروزی آینده خوبی ندارند؛ زیرا توانایی مواد شیمیایی مورد استفاده برای این باتری ها، در تولید نیرو بیش از پیش نخواهد شد. در آینده باتری های لیتیومی هوا و باتری های لیتیومی گوگرد جایگزین باتری های لیتیومی کنونی خواهند شد؛ اما ساخت باتری های لیتیومی با فناوری های جدید با یک مشکل اساسی جدی روبرو است و آن هم چگونگی کنترل دندریت ها است. دندریت ها ساختارهای کوچک شاخه مانند متشکل از لیتیوم هستند که الکترودها را تشکیل می دهند.

دندریت ها می توانند دیواره های سلول های باتری را سوراخ کنند و یا توانایی بالقوه لیتیوم ها را محدود کنند. هر دو مورد تاثیر بدی بر عملکرد باتری می گذارند و حتی می توانند باعث انفجار باتری هم بشوند؛ همانند آنچه که در گوشی گلکسی نوت ۷ مشاهده کردیم (البته لازم به ذکر است که هنوز هم دلیل اصلی انفجار باتری های گوشی گلکسی نوت ۷ مشخص نیست).

محققان دانشگاه میشیگان به بیان این مطلب پرداختند که دندریت ها همانند یک گیاه طبیعی رشد می کنند و پس از اینکه باتری ها چندین و چند مرتبه شارژ می شوند، کارایی خود را از دست می دهند.

سلول های باتری معمولا در طی فرایند شارژ و دشارژ شدن مورد آزمایش قرار می گیرند و ظرفیت و پتانسیل جریان هر یک از سلول ها قبل از اینکه کارایی خود را به طور کامل از دست بدهند، مورد آزمایش قرار می گیرد.

داسگوپتا و اعضای تیم تحقیقاتی او رویکرد متفاوتی را دنبال کرده اند. آن ها پنجره ای در باتری های لیتیومی ایجاد کردند تا از روند شکل گیری و تحلیل رفتن دندریت ها در حین شارژ و دشارژ شدن باتری فیلم بگیرند. این کار به دانشمندان کمک می کند تا اطلاعات جدیدی را به صورت لحظه ای در مورد شکل گیری دندریت ها و تحلیل تدریجی آن ها به دست آورند.

آن ها پس از انجام این تحقیق و بررسی دریافتند که هنگامی که باتری شارژ می شود، دندریت ها در میان تجمعی از لیتیوم ها شکل می گیرند و رشد می کنند و هنگام تخلیه شارژ باتری، به تدریج تحلیل می روند.

پنجره های ایجاد شده به وسیله دانشمندان طوری طراحی شده اند که به راحتی در دوربین تحقیقاتی قرار گیرند.

اعضای تیم تحقیقاتی به بیان این مطلب پرداختند که دندریت ها در شرایط خاصی می توانند برای باتری ها سودمند باشند. در صورتی که دندریت ها هم در یک سطح فرش مانند بر روی سطح داخلی باتری ها رشد کنند، کوچک باقی می مانند و لیتیوم های بیشتری در فرایند شارژ به کار گرفته می شوند و در نهایت عملکرد باتری پایدارتر می شود. اعضای تیم تحقیقاتی در پایان تحقیقات خود دریافتند که دستیابی به روش چگونگی کنترل دندریت ها باید یکی از اهداف صنعت باتری سازی در آینده باشد؛ زیرا حذف دندریت ها به احتمال زیاد ممکن نیست.

اعضای تیم تحقیقاتی اذعان کردند که محققان سراسر جهان می توانند با هزینه ای معادل ۱۰۰ دلار از این روش نوین استفاده کنند.