يمكن أن توفر بطاريات الليثيوم المعدنية (LMBs) كثافة طاقة أعلى بحوالي 10 مرات مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون الحالية (LIBs)، وبالتالي يتم تحديدها كواحدة من أنظمة التخزين المستقبلية المحتملة، ومع ذلك، تثير LMB بعض المخاوف المتعلقة بالسلامة ولا يمكن استخدامها لتطبيقات الشحن السريع.
يعد تكوين التشعبات غير المنضبط، الذي يؤدي إلى التسخين المفرط وقصر دائرة البطارية، أحد التحديات الحاسمة التي تواجه تقدمها.
لقد حاول الباحثون سابقًا معالجة المخاوف المتعلقة بالسلامة في الكائنات الحية الدقيقة متوسطة الحجم، ولكن باستخدام أساليب شاقة ومكثفة للمال والوقت.
الآن يقدم مختبر تي إن نارايانان في معهد تاتا للأبحاث الأساسية في حيدر أباد (TIFRH) طريقة بسيطة وقابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة لتجميع بطارية ليثيوم معدنية أكثر أمانًا ومتانة.
تم نشر البحث في مجلة سمول .
يوجد غشاء فاصل مسامي بين الأقطاب الكهربائية في البطارية، مما يبقيها منفصلة، وهو ضروري لمنع حدوث ماس كهربائي، عند استخدام البطارية لبعض الوقت، تبدأ هياكل تشبه الأشجار أو شعيرات تسمى التشعبات في التشكل على أحد الأقطاب الكهربائية.
إذا نمت هذه التشعبات بشكل لا يمكن السيطرة عليه، فإنها قد تصبح إلى حد ما جسرًا ماديًا بين القطبين مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي.
يحسن عمر البطارية إلى حد كبير
استخدم بريتي ياداف وبالافي ثاكور، طلاب الدراسات العليا والمؤلفون الرئيسيون للدراسة، مسحوق مشتق من الجرافيت متوفر بشكل شائع لتعديل الغشاء الفاصل المستخدم في بطارية نموذجية.
يمنع هذا التعديل تكوين التشعبات ويحسن عمر البطارية إلى حد كبير. ويقترح الباحثون، أن طريقة تعديل الفواصل هذه تنطوي على إمكانات هائلة يمكن توسيع نطاقها للاستخدام الصناعي.
ومع ذلك، عند كثافة تيار عالية جدًا تبلغ 10 مللي أمبير سم -2 ، يبدو أن البطارية تتدهور ببطء.
قد يكون هذا بسبب طلاء الليثيوم بالكربون (أحد مكونات طبقة مشتقات الجرافيت المترسبة).
ويهدف الباحثون إلى دراسة هذه التحديات بشكل أكبر وفهم دور الواجهات في تحسين أداء البطارية من وجهة نظر أساسية.
