شارژ ۶۰ درصدی باتری لیتیومی در ۵ دقیقه!

وسایل نقلیه الکتریکی برای محیط زیست بسیار بهتر از خودروهای بنزینی هستند، اما هنوز به طور گسترده رایج نشده و مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. یکی از مسائلی که مانع از این گذار و تغییر می‌شود، این واقعیت است که خودروهای الکتریکی زمان زیادی برای شارژ شدن نیاز دارند، در حالی که بنزین زدن زمان زیادی نمی‌برد.

این مسئله به زودی می‌تواند تغییر کند، چرا که اکنون گروهی از محققان وابسته به چندین مؤسسه در چین با موفقیت توانسته‌اند سرعت شارژ باتری‌های لیتیوم-یونی را به نرخ ۵.۶ دقیقه برای شارژ ۶۰ درصدی برسانند.

آنها با افزودن یک پوشش مسی و نانوسیم به آند باتری به این موفقیت چشمگیر دست یافتند تا به طور مؤثر نرخ شارژ شدن باتری را بهبود ببخشند.

امروزه اکثر آندها از گرافیت تشکیل شده‌اند و در یک مایع غیر منظم ساخته می‌شوند که روشی عملی و کاربردی برای عبور جریان در امتداد آن نیست. علاوه بر این، نحوه قرارگیری مواد در آندها باعث ایجاد مشکل در رابطه با اندازه شکاف بین آنها می‌شود.

محققان برای غلبه بر این مشکلات در مسیر افزایش سرعت شارژ، به طور خاص بر روی آند تمرکز کردند و با ایجاد تغییرات در یک آند گرافیت استاندارد به موفقیت دست یافتند.

آنها ابتدا مدل‌های نظری در سطح ذرات را برای بهینه‌سازی توزیع فضایی ذرات با اندازه‌های مختلف و تخلخل الکترود اجرا کردند. سپس آنچه را که از مدل‌ها آموختند برای ایجاد تغییرات در یک آند گرافیتی استاندارد گرفتند، آن را با مس پوشاندند و سپس نانوسیم‌های مسی به آن اضافه کردند. سپس آند را گرم و سپس سرد کردند که مایع باتری را به شکل مواد مرتب‌تری فشرده‌تر می‌کرد.

محققان هنگامی که آند را ارتقا دادند، آن را به یک باتری لیتیوم-یون استاندارد چسباندند تا مدت زمان شارژ شدن آن را اندازه‌گیری کنند و زمانی که متوجه شدند می‌توانند این باتری را تنها در ۵.۶ دقیقه تا ۶۰ درصد و تنها ظرف ۱۱.۴ دقیقه تا ۸۰ درصد شارژ کنند، تحت تأثیر قرار گرفتند.

گفتنی است که محققان از آزمایش اینکه چقدر طول می‌کشد تا باتری به میزان ۱۰۰ درصد شارژ شود، اجتناب کردند، زیرا انجام این کار می‌تواند باعث آسیب رسیدن به چنین باتری‌هایی شود.

محققان مشخص نکردند که ساخت چنین باتری‌هایی چقدر هزینه دارد و چه زمانی ممکن است برای تولید انبوه و تجاری آماده شود. با این حال، این توسعه به خصوص برای وسایل نقلیه الکتریکی هیجان انگیز است.

محققان می‌گویند باتری‌های لیتیوم-یونی با قابلیت شارژ بسیار سریع برای کوتاه‌تر کردن زمان شارژ مجدد خودروهای الکتریکی بسیار مطلوب هستند، اما ضعف آندهای گرافیتی مانع از رسیدن به این مقصود می‌شد که ما اکنون موفق به کوتاه کردن این زمان به شکل قابل توجهی شده‌ایم.

این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.