اكتشف باحثون أن أداء وسعة مواد الجيل التالي من البطاريات قد تتعرقل بسبب الحركة غير المنتظمة لأيونات الليثيوم، حيث راقب الفريق الذي تقوده جامعة كامبريدج، تدفق أيونات الليثيوم في الوقت الفعلي داخل مادة بطارية جديدة محتملة.
كان يعتقد سابقًا أن الآلية التي يتم من خلالها تخزين أيونات الليثيوم في مواد البطارية تكون موحدة لكل جسيم نشط، ومع ذلك اكتشف البحث الذي تقوده كامبريدج أن تخزين الليثيوم ليس موحدًا على مدار دورة تفريغ الشحنات، وفقاً لموقع scitechdaily.
,عندما تقترب البطارية من الانتهاء من دورة تفريغها، تصبح أسطح الجسيمات النشطة مشبعة بالليثيوم بينما تكون نواتها ناقصة في الليثيوم، ويؤدي هذا إلى انخفاض في السعة وفقدان الليثيوم القابل لإعادة الاستخدام.
قد تساهم الدراسة التي تمولها مؤسسة فاراداي في تطوير مواد البطاريات الحالية وتسريع إنتاج بطاريات الجيل التالي، حيث نُشرت النتائج مؤخرًا في مجلة Joule.
من أجل التحول إلى اقتصاد خالٍ من الكربون، فإن المركبات الكهربائية (EVs) ضرورية، نظرًا لكثافة الطاقة الكبيرة، حيث تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل غالبية المركبات الكهربائية الموجودة حاليًا على الطريق، ومع ذلك زيادة استخدام المركبات الكهربائية، فإن الحاجة إلى نطاقات أكبر وأوقات شحن أسرع تتطلب تحسين مواد البطاريات الحالية بالإضافة إلى اكتشاف مواد جديدة.
قال المؤلف الأول المشارك الدكتور تشاو شو، من جامعة شنغهاي تيك: "هذا أمر مهم ، بالنظر إلى معيار صناعي واحد يستخدم لتحديد ما إذا كان يجب إيقاف البطارية أم لا، عندما تفقد 20 % من سعتها".
يبحث المتخصصون الآن عن طرق جديدة لزيادة كثافة الطاقة العملية وعمر هذه المواد الواعدة للبطاريات.