در سال‌های اخیر، باتری‌های لیتیوم-یونی به عنوان یک فناوری حیاتی در گذار به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر و وسایل نقلیه الکتریکی (EV) ظهور کرده‌اند. تقاضای روزافزون برای باتری‌های کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر، پیشرفت‌های چشمگیری را در این زمینه رقم زده است. امسال، کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که چندین پیشرفت غیرمنتظره می‌تواند قابلیت‌های باتری‌های لیتیوم-یونی را متحول کند.
یکی از پیشرفت‌های قابل توجه که باید به آن توجه داشت، توسعه باتری‌های حالت جامد است. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یونی سنتی که از الکترولیت‌های مایع استفاده می‌کنند، باتری‌های حالت جامد از مواد جامد یا سرامیک به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. این نوآوری نه تنها چگالی انرژی را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه برد خودروهای برقی را افزایش می‌دهد، بلکه زمان شارژ را نیز کاهش می‌دهد و با به حداقل رساندن خطر آتش‌سوزی، ایمنی را بهبود می‌بخشد. شرکت‌های برجسته‌ای مانند Quantumscape بر روی باتری‌های لیتیوم-فلزی حالت جامد تمرکز کرده‌اند و قصد دارند آنها را تا اوایل سال 2025 در وسایل نقلیه ادغام کنند [1].
در حالی که باتری‌های حالت جامد نویدبخش آینده‌ای روشن هستند، محققان در حال بررسی شیمی‌های جایگزین برای رفع نگرانی‌ها در مورد دسترسی به مواد کلیدی باتری مانند کبالت و لیتیوم هستند. تلاش برای یافتن گزینه‌های ارزان‌تر و پایدارتر همچنان نوآوری را به پیش می‌برد. علاوه بر این، مؤسسات و شرکت‌های دانشگاهی در سراسر جهان با جدیت در تلاشند تا عملکرد باتری را بهبود بخشند، ظرفیت را افزایش دهند، سرعت شارژ را افزایش دهند و هزینه‌های تولید را کاهش دهند [1].
تلاش‌ها برای بهینه‌سازی باتری‌های لیتیوم-یون فراتر از خودروهای الکتریکی است. این باتری‌ها در حال یافتن کاربردهایی در ذخیره‌سازی برق در سطح شبکه هستند و امکان ادغام بهتر منابع انرژی تجدیدپذیر متناوب مانند انرژی خورشیدی و بادی را فراهم می‌کنند. با استفاده از باتری‌های لیتیوم-یون برای ذخیره‌سازی شبکه، پایداری و قابلیت اطمینان سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد [1].
در یک پیشرفت اخیر، دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی یک پوشش پلیمری رسانا به نام HOS-PFM توسعه داده‌اند. این پوشش امکان ساخت باتری‌های لیتیوم-یونی با دوام بیشتر و قدرت بیشتر را برای وسایل نقلیه الکتریکی فراهم می‌کند. HOS-PFM به طور همزمان الکترون‌ها و یون‌ها را هدایت می‌کند و پایداری باتری، نرخ شارژ/دشارژ و طول عمر کلی را افزایش می‌دهد. همچنین به عنوان یک چسب عمل می‌کند و به طور بالقوه طول عمر متوسط باتری‌های لیتیوم-یونی را از 10 به 15 سال افزایش می‌دهد. علاوه بر این، این پوشش هنگام اعمال بر روی الکترودهای سیلیکونی و آلومینیومی عملکرد استثنایی نشان داده است، تخریب آنها را کاهش داده و ظرفیت بالای باتری را در چندین چرخه حفظ می‌کند. این یافته‌ها نوید افزایش قابل توجه چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم-یونی را می‌دهند و آنها را برای وسایل نقلیه الکتریکی مقرون به صرفه‌تر و در دسترس‌تر می‌کنند [3].
همزمان با تلاش جهان برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و گذار به آینده‌ای پایدار، پیشرفت‌ها در فناوری باتری‌های لیتیوم-یونی نقش محوری ایفا می‌کنند. تلاش‌های مداوم تحقیق و توسعه، صنعت را به جلو سوق می‌دهد و ما را به راه‌حل‌های باتری کارآمدتر، مقرون‌به‌صرفه‌تر و سازگارتر با محیط زیست نزدیک‌تر می‌کند. با پیشرفت‌های چشمگیر در باتری‌های حالت جامد، مواد شیمیایی جایگزین و پوشش‌هایی مانند HOS-PFM، پتانسیل پذیرش گسترده خودروهای الکتریکی و ذخیره‌سازی انرژی در سطح شبکه به طور فزاینده‌ای امکان‌پذیر می‌شود.
زمان ارسال: ۲۵ ژوئیه ۲۰۲۳
