به گزارش روز پنجشنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری ریاست جمهوری،باتری‌های یون لیتیم به كرات در تلفن‌های هوشمند، لپ تاپ‌ها و ادوات الكترونیكی استفاده می‌شود؛ با این حال خودروهای الكتریكی نمی‌توانند از این فناوری استفاده كنند كه دلیل این امر آن است كه الكترود گرافیت در این باتری‌ها تنها مقدار كمی لیتیم را جذب می‌كنند در نتیجه ظرفیت این باتری‌ها محدود می‌شود.
سیلیكون توده‌ای ماده مناسبی برای جایگزینی گرافیت است و توجه بسیاری از پژوهشگران به این فناوری جلب شده‌است. هر چند سیلیكون مقدار زیادی یون لیتیم را جذب می‌كند اما مهاجرت این یون‌ها به داخل سیلیكون موجب بهم خوردن ساختار بلوری این ماده می‌شود كه در اصطلاح، متورم شدن سیلیكون گفته می‌شود.تورم سه برابری سیلیكون موجب فشار مكانیكی زیادی روی آن می‌شود.
اخیرا یك گروه تحقیقاتی از موسسه آلمانی HZB موفق به مشاهده مستقیم نیم سل سیلیكون لیتیم در طول فرآیند شارژ/دشارژ شدند. بئاتریكس كاملیا از محققان این پروژه می‌گوید: ما می‌توانیم جذب یون‌های لیتیم را در الكترود سیلیكونی با دقت بالایی مشاهده كنیم. این كار با روش انعكاس‌سنجی نوترونی انجام شد.
لایه دارای لیتیم، ضخامتی در حد 20 نانومتر دارد. این گروه تحقیقاتی ، 2 نقطه مختلف را روی این الكترود مورد بررسی قرار دادند. نزدیك مرز الكترولیت، این لایه 20 نانومتری دارای مقدار زیادی لیتیم است به طوری كه به ازای هر 10 اتم سیلیكون، 25 اتم لیتیم وجود دارد. در لایه دوم، تنها به ازای 10 اتم سیلیكون، تنها یك اتم لیتیم وجود دارد. این 2 لایه روی هم، ضخامتی كمتر از 100 نانومتر دارند.
بعد از دشارژ شدن، تنها یك یون لیتیم به ازای هر اتم سیلیكون در الكترود باقی می‌ماند. محققان با محاسبات نظری نشان دادند كه ظرفیت بیشینه این سه نوع باتری سیلیكون لیتیم در حدود 2 هزار و 300 میلی‌آمپر ساعت/ گرم است. این رقم، 6 برابر بیشتر از ظرفیت باتری‌های یون لیتیم رایج است كه دارای الكترودی از جنس گرافیت است.
علمی**1023**1776
تاریخ انتشار: ۲۵ شهریور ۱۳۹۵ - ۱۴:۲۲
تهران-ایرنا-پژوهشگران آلمانی در تحقیقات خود نشان دادند كه با استفاده از سیلیكون در ساختار باتری‌های یون لیتیم، می‌توان ظرفیت آنها را تا 6 برابر افزایش داد.