افزایش ایمنی و عملکرد باتری‌های حالت جامد با نانوذرات

محققان نشان دادند که با افزودن نانوذرات به الکترولیت باتری حالت جامد می‌توان عملکرد، پایداری و ایمنی این باتری‌ها را افزایش داد.

به گزارش ایسنا، باتری‌های قابل شارژ که اغلب نادیده گرفته می‌شوند، نقش مهمی در زندگی روزمره بازی می‌کنند. از آنها برای تامین انرژی دستگاه‌های کوچک مانند تلفن‌های هوشمند و همچنین دستگاه‌های بزرگ‌تر مانند وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود. از نکات مهم و کلیدی در انتخاب باتری‌های قابل شارژ، پایداری آنها بوده که شامل نگه‌داشتن شارژ طولانی‌تر، عمر طولانی‌تر با چرخه‌های شارژ بیشتر و ایمن‌تر است. به همین دلیل، طی سال‌های گذشته، باتری‌های تمام حالت جامد توجه زیادی را به خود جلب کرده است. یکی از مسائل مهم این است که کدام الکترولیت‌های جامد چنین مزایایی را با خود به همراه دارند.

در راستای توسعه چنین باتری‌هایی و حل مشکل این باتری‌ها، یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه متروپولیتن اوزاکا به رهبری استادیار کوتا موتوهاشی، دانشیار آتسوشی ساکودا و پروفسور آکیتوشی هایاشی، الکترولیتی با رسانایی، شکل‌پذیری و پایداری الکتروشیمیایی بالا تولید کرده است.

نتایج این یافته‌ها در قالب مقاله‌ای با عنوان Fast Sodium-Ion Conducting Amorphous Oxychloride Embedding Nanoparticles در نشریه Chemistry of Materials منتشر شده‌است.

این گروه با افزودن Ta2O5 (پنتوکسید تانتالوم) به الکترولیت جامد NaTaCl6 که قبلاً تولید شده بود، ترکیبی از کلرید تانتالیوم و کلرید سدیم ساختند که رسانایی بالایی در دمای اتاق دارد.

این الکترولیت جامد جدید با فرمول شیمیایی Na2.25TaCl4.75O1.25، پایداری الکتروشیمیایی بالاتری نسبت به کلریدهای معمولی و خواص مکانیکی برتر دارد.

پروفسور موتوهاشی گفت: انتظار می‌رود که نتایج این تحقیق علاوه‌بر الکترولیت‌های حالت جامد شیشه‌ای و بلوری که تا به امروز ساخته شده‌اند، سهم قابل توجهی در توسعه الکترولیت‌های جامد مرکب داشته باشد. ما اکنون بر توضیح سازوکار هدایت یونی الکترولیت‌های حالت جامد مرکب و توسعه بیشتر این مواد تمرکز خواهیم کرد.