به گزارش صنایع پلاستیک، محققان آلمانی مرکز تحقیقاتی یولیش (Jülich) موفق شدند نوعی باتری لیتیومی حالت جامد را که در آن از صفحه آند فلز لیتیوم خالص استفاده شده، ساختند. این فلز قلیایی به عنوان یک الکترود ایدهآل شناخته میشود. زیرا دانسیته انرژی بسیار خوبی را تأمین میکند. اما از آنجاییکه این فلز به شدت واکنشپذیر است، خیلی کاربرد گستردهای پیدا نکرده است. اما محققان توانستند این مساله را با بکارگیری دو لایه اضافی از مواد پلیمری رفع کنند. این لایههای پلیمری از الکترولیت سرامیکی باتری محافظت کرده و مانع از ایجاد ترسیبهای مخرب بر سطح فلز میشوند. این باتری تحت آزمونهای مختلفی قرار گرفته و تاکنون چند صد چرخه شارژ و دشارژ را طی کرده و با هیچگونه فقدان ظرفیتی مواجه نشده است.
اتریهای حالت جامد به عنوان گزینههای نویدبخشی برای نسل آینده منابع انرژی شناخته میشوند. مزیت ویژه اینها این است که هیچ نوع مایعی در آنها بکار نمیرود فلذا هیچ نشت الکترولیتی یا ایجاد اشتعالی هم نخواهد داشت. به همین دلیل از ایمنی، اطمینان و پایداری بیشتری نسبت به باتریهای لیتیوم یون موجود در بازار که از الکترولیتهای مایع استفاده میکنند، برخوردار هستند. از طرفی، باتریهای حالت جامد قادر هستند که انرژی بیشتری را در فضای یکسان و با وزن کمتر ذخیره کنند. انتظار میرود که این فناوری بتواند در زمینههای مختلفی نظیر مصارف پزشکی و فضانوردی مثمر ثمر واقع شود.
این نوع باتری حاوی دانسیته انرژی ۴۶۰ وات ساعت بر کیلوگرم است که در مقایسه با باتریهای لیتیوم یون فعلی مقدار مناسبی به شمار میرود. به علاوه مزایای دیگری نیز از نظر طراحی دارد. باتریهای حالت جامد حساسیت دمایی کمتری نسبت به باتریهای لیتیوم یون امروزی داشته و در نتیجه به سیستمی برای مراقبت دمایی نیاز ندارند.
استفاده از صفحه آند لیتیوم خالص به این صورت میسر شده که نوعی فیلم پلیمری بین آند و الکترولیت قرار میگیرد. زیرا لیتیوم خالص منجر به تشکیل شاخههای دندریتی در قبال چرخههای شارژ و دشارژ خواهد شد که در نهایت باعث وقوع اتصال کوتاه و تخریب باتری میشود. امروزه از آندهای گرافیتی در باتریهای لیتیوم یون استفاده میشود که وزن الکترود و متعاقباً وزن باتری را به شدت افزایش میدهند.
این لایه پلیمری همانند یک لایه محافظ عمل کرده و مانع از اتصال مستقیم الکترولیت سرامیکی با آند لیتیوم میشود. از طرفی، از وقوع فرایندهای مخرب تشکیل شاخههای دندریتی و تغییرات شیمیایی در الکترولیت سرامیکی نیز جلوگیری به عمل خواهد آمد. تستهای اولیه از این باتری نویدبخش بودند و پس از طی ۵۰۰ چرخه شارژ و دشارژ میزان بسیار ناچیزی افت ظرفیت مشاهده شده است.
