افزايش ظرفيت باتري هاي يون ليتيومي با نانوسيم هاي سيليكوني

به گزارش ايرنا ازستاد ويژه توسعه فناوري نانو، دكتر زينب سنائي گفت: باتري‌هاي يون ليتيوم به عنوان يكي از اصلي‌ترين تجهيزات مولد انرژي قابل شارژ در دنياي امروز به كار مي‌روند، اين باتري‌ها در حوزه‌هاي مختلف توليد انرژي از جمله تلفن‌هاي همراه، لپ تاپ‌ها و سايرادوات الكترونيكي قابل حمل كاربرد دارند، در حال حاضر در ساخت اين باتري‌ها از آندهايي بر پايه‌ گرافيت استفاده مي‌شود.

وي بيان كرد: سيليكون ماده‌اي است كه قابليت دادن ظرفيتي بيش از 10 برابر آندهاي گرافيتي را دارد ولي به دليل عدم تحمل تغييرحجم ناشي از شارژ و دشارژ باتري و ترك خوردن آن در باتري‌هاي صنعتي به كار نمي‌رود، تحقيقات نشان داده كه استفاده از ساختارهاي نانومتري سيليكون مي‌تواند به رفع اين مشكل كمك كند.

سنائي ادامه داد: ساختارهاي نانومتري تحمل بيشتري در برابر فشارهاي ناشي از تغييرحجم از خود نشان مي‌دهند و شارژ و دشارژ باتري مي‌تواند بدون از دست رفتن عملكرد آن صورت گيرد، در اين راستا، در اين طرح ابتدا ساخت نانوسيم‌هاي سيليكوني صورت گرفت و سپس باتري يون ليتيوم با استفاده از اين ساختارها به صورت موفقيت آميز ساخته شد و مورد شارژ و دشارژهاي متعدد قرار گرفت.

وي بيان كرد: همانطوركه انتظار مي‌رفت، استفاده از نانوسيم‌هاي سيليكوني منجر به افزايش ظرفيت باتري شده كه به معناي زمان بيشترعملكرد باتري درهر شارژ است، همچنين نانوسيم‌هاي سيليكون آمورف به دليل داشتن ابعاد نانومتري وساختار داخلي آمورف برخلاف سيليكون تك بلور، امكان تحمل مراحل بيشتري از شارژ و دشارژ، بدون ايجاد ترك خوردگي در سطح، را ايجاد مي‌كنند.

سنائي درخصوص ساخت اين نانوساختارها گفت: گرچه روش‌هاي زيادي براي ايجاد نانوسيم‌هاي سيليكوني گزارش شده، اما اغلب اين روش‌ها منجربه توليد نانوسيم‌هاي سيليكوني بلورينه شده است، در حالي‌كه براي باتري‌هاي ليتيومي، داشتن نانوسيم‌هاي سيليكون آمورف مناسب‌تر است، در اين طرح، در آزمايشگاه نانوالكترونيك دانشگاه تهران، ايجاد ساختارهاي نانومتري سيليكون آمورف از طريق دستگاه زدايش با يون‌هاي فعال (Reactive Ion Etching) و با استفاده از گازهاي هيدروژن، اكسيژن انجام شده است.

وي افزود: اين نانوساختارها به كمك آزمون‌هاي SEM و TEM مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند، سپس در آزمايشگاه ادوات انرژي نانوساختار، ساخت باتري يون ليتيم و آزمون‌هاي مربوطه انجام شد.

علمي (1) ** 9340**1440