محققان دو مکانیسم مختلف را با هم ترکیب کرده و در نهایت عملکرد و طول عمر باتری‌های یون لیتیم را افزایش دادند. این گروه در این روش از نانولولههای کربنی و گوگرد استفاده کردند.
ترکیب دو ترفند برای بهبود عملکرد و عمر باتری یون لیتیم
محققان موسسه فناوری ایندیا موفق به افزایش ۴ برابری ظرفیت باتری‌های یون لیتیم شدند که این کار با استفاده از ارائه نوعی آند جدید انجام شد. کامپوزیت جدیدی که این تیم تحقیقاتی ارائه کردند قادربه ارائه ۱٫۱۲۰ میلی‌آمپر ساعت در هر گرم بعد از ۱۰ هزار بار شارژ/دشارژ است. این باتری می‌تواند دانسیته انرژی بالایی ایجاد کرده و عمر طولانی‌تری نسبت به باتری‌های رایج داشته باشد. نتایج این پروژه در نشریه Journal of Materials Chemistry A به چاپ رسیده است.
نانولولههای کربنی نسبت به گرافیت مزایای بیشتری برای استفاده در آند باتری‌ها دارد. با این حال، کارایی این نانولولهها در ساخت آند با مشکل کارایی روبرو است. یون‌های لیتیم در طول شارژ که وارد نانولوله می‌شوند، در طول مصرف، به صورت کامل از آن خارج نمی‌شوند، بنابراین ظرفیت این باتری‌ها بعد از مدتی دچار افت می‌شوند.
سیرپادا راگو از محققان این پروژه می‌گوید: « ما با باز کردن چند لایه از این نانولولهها، بر این مشکل غلبه کردیم.»
نانولولههای باز شده مشکل گیرافتادن یون‌ها را نداشته و در عین حال، هدایت الکتریکی مناسبی دارند بنابراین برای نگهداری یون لیتیم گزینه جالبی هستند. این گروه تحقیقاتی برای بهبود ظرفیت باتری، اقدام به افزودن گروه‌های گوگرد به این لایه‌ها کردند. ظرفیت نظری گوگرد بسیار بالا (۱٫۶۷۵ mAh/g) است بنابراین می‌توان با این کار از مزیت گوگرد نیز استفاده کرد.
یون‌های لیتیم با گوگرد نیز برهمکنش می‌دهند که این کار موجب تشکیل پلی‌سولفیدهای لیتیم می‌شود. این پلی‌سولفیدهای دارای چیدمان با نظم بالا سپس به پلی‌سولفیدهای با نظم پایین تبدیل می‌شوند که برای استفاده در باتری‌ها مناسب‌تر هستند.
در واقع این گروه تحقیقاتی از دو ساز و کار مختلف برای بهبود عملکرد باتری استفاده کردند: واکنش وارد کردن یون لیتیم از باتری یون لیتیم و واکنش ردوکس گوگرد از باتری سولفور لیتیم. پژوهشگران هر دوی این ساز و کارها را در یک باتری قرار دادند. به مدد استفاده از این دو ساز و کار، این باتری جدید بعد از ۱۰هزار بار شارژ/دشارژ هنوز قادر به ارائه دانسیته بالایی از انرژی است.
