آند نانویی برای بهبود باتری لیتیم یون ساخته شد

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا^[2]، محققان دانشگاه صنعتی گویلین در چین، شرکت زمین‌شناسی و معدن فلزات غیر آهنی چین و دانشگاه صنعتی دالیان روشی را برای افزایش عملکرد ذخیره‌سازی انرژی در باتری‌های لیتیم یون، توسعه داده اند. این روش شامل اصلاح گرافیت طبیعی از طریق تابش با یک پرتو الکترونی پالسی با جریان بالا (HCPEB) است.

در این روش، تبدیل فوق سریع گرافیت طبیعی به گرافن خود نگهدار برای ساخت مواد آندی به منظور استفاده در باتری‌های لیتیم یون انجام شده است.

این روش برای تهیه گرافن خود نگهدار بدون آلودگی بر HCPEB متکی است. این تیم نشان داد که گرافیت به‌سرعت به ساختارهای گرافن دارای نقص تبدیل می‌شود و الکترودهای گرافن به‌دست‌آمده خواص ذخیره‌سازی و چرخه‌ای لیتیم عالی از خود نشان می‌دهند.

مشاهدات میکروسکوپی نشان داد که در طی تبدیل ذرات گرافیت به نانوصفحات گرافن خودنگهدار، دمای بالای تولید شده توسط تابش HCPEB منجر به تشکیل عیوب ساختاری، از جمله Stone Wales و نقص‌های خالی دوگانه شد. در نتیجه، الکترود گرافیتی طبیعی اصلاح شده (اندازه ذرات ۱۲ میکرومتر) ظرفیت برگشت پذیر ۴۲۰٫۴ mAh/g را در دمای ۰٫۲ سانتی‌گراد نشان داد و ۹۴٫۵ درصد از ظرفیت برگشت پذیر خود را پس از ۵۰۰ چرخه شارژ/دشارژ حفظ کرد. در مقایسه با گرافیت اصلاح نشده (اندازه ذرات ۱۲ میکرومتر)، فیلم SEI پایداری بیشتری را نشان می‌دهد که به طور قابل توجهی عملکرد شارژ/دشارژ را بهبود می‌بخشد.

این یافته‌ها نشان داد که ساختار نانو ورق گرافنی معیوب مکان‌های فعالیت ذخیره‌سازی لیتیم را افزایش می‌دهد، فاصله لایه‌ها را بزرگ می‌کند و عملکرد ذخیره‌سازی لیتیم را افزایش می‌دهد.

این مطالعه یک روش کارآمد و سازگار با محیط زیست برای تولید مواد آند برتر برای باتری‌های لیتیم یون ارائه می‌کند.