الکترودهای باتری یون لیتیم در حین شارژ شدن متورم می‌شود که این کار موجب بروز ترک‌هایی روی سطح الکترودها می‌شود. ترک‌ها از عمر باتری کاسته و عملکرد آن را کاهش می‌دهند. اخیرا محققان نشان دادند که با استفاده از پوشش‌دهی نانوسیم‌های موجود در این الکترودها زوال ساختاری الکترودها بهبود می‌یابد.
افزایش دوام نانوالکترودهای باتری یون لیتیم با پوشش سیلیکونی
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا الکترود جدیدی ساختند که با استفاده از آن عملکرد باتری‌های یون لیتیم بهبود می‌یابد. این گروه در این الکترودها، سطح نانوسیم‌ها را با سیلیکون پوشش دادند که این کار موجب متوقف شدن نفوذ لیتیم از ساختار الکترود می‌شود. شادی دایه استاد رشته مهندسی برق و کامپیوتر این دانشگاه می‌گوید: در این پروژه ما روشی را ارائه کردیم که زوال ساختاری الکترود را کاهش می‌دهد. معمولا زمانی که باتری‌های یون لیتیم شارژ می‌شود الکترودها متورم می‌شود که این موضوع موجب تشکیل ترک‌هایی در ساختار آن می‌شود. ما از نانوسیم برای کاهش ترک خوردن الکترود استفاده کردیم، با این کار دوام الکترودها افزایش می‌یابد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Tailoring Lithiation Behavior by Interface and Bandgap Engineering at the Nanoscale در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است؛ همچنین تصویری از این مقاله روی جلد این نشریه به چاپ رسیده است.
این گروه تحقیقاتی سطح نانوسیم‌های ژرمانیوم را با سیلیکون پوشش دادند با این کار خارج شدن یون لیتیم از نانوسیم‌ها اتفاق نمی‌افتد. در عوض نفوذ لایه به لایه لیتیم که به لیتیاسیون موسوم است در راستای نانوسیم اتفاق می‌افتد. این در حالی است که در نانوسیم‌های فاقد پوشش، یون لیتیم از نانوسیم‌ها خارج شده و به سطح نانوسیم‌ها می‌رسد.
این نتایج برای اولین بار ثابت می‌کند که بهبود سطح الکترودها می‌تواند موجب کنترل هدایت یون‌ها شود، بنابراین از این روش می‌توان برای کنترل واکنش‌های الکتروشیمیایی در باتری‌های یون لیتیم استفاده کرد.
دایه این نانوسیم‌ها را در دوره پسادکتری خود در آزمایشگاه ملی لوس آلموس تهیه کرده است. آزمایش‌های لیتیاسیون توسط دو محقق پسادکتری انجام شده‌است. مکانیسم‌ها و شبیه‌سازی‌های مربوط به این پروژه توسط دایه انجام شده‌است.
حمایت‌های مالی این پژوهش توسط وزارت انرژی آمریکا انجام شده‌است.
