ساخت الکترود باتری یون‌لیتیم ارزان‌تر و زیست‌سازگار با نانولوله‌های کربنی

پژوهشگران دانشگاه دلوار موفق به حذف چسب در ساخت الکترود باتری‌های یون لیتیم شدند. آنها از نانولوله‌های کربنی به‌عنوان ماده رسانا و اتصال‌دهنده استفاده کردند. این گروه به دنبال ثبت پتنت این یافته اخیر خود هستند.

باتری‌های یون لیتیم یکی از بخش‌های اصلی دستگاه‌های پیشرفته؛ نظیر تلفن همراه، لپ‌تاپ‌ و دماسنج‌ها محسوب می‌شوند. الکترودهای این باتری از سه بخش اصلی مواد فعال، افزودنی‌های رسانا و چسب‌های اتصال‌دهنده اجزاء تشکیل شده‌اند.
اخیراً یک گروه تحقیقا تی از دانشگاه دلوار موفق به ساخت ماده‌ای چسبناک شدند که می‌توان از آن برای اتصال اجزاء مختلف الکترود استفاده کرد. با این کار دیگر نیازی به چسب نیست.
بینگکینگ وای، یکی از محققان این پروژه، می‌گوید: «فناوری فعلی مورد استفاده در ساخت الکترودها به نحوی است که باید از چسب‌ها استفاده کرد، در حالی که این چسب‌ها به دلیل عایق بودن باعث کاهش عملکرد الکترود می‌شود. علاوه‌ بر این، حلال‌های آلی مورد استفاده برای ترکیب چسب با مواد رسانا، به دلیل گران بودن، موجب افزایش قیمت تمام شده الکترودها می‌شود و از سوی دیگر سمی بودنشان سلامت انسان را به خطر
می‌اندازد».
برای رفع این مشکل، محققان از نانولوله‌های کربنی خرد شده (FCNT) استفاده کردند که هم رساناهستند و هم موجب اتصال بخش‌های مختلف الکترود به یکدیگر می‌شوند.
وای می‌گوید: «نانولوله‌های کربنی خرد شده ساختاری شبیه شبکه‌ای از موهای در هم تنیده دارند که با مواد مورد استفاده در کاتد و آند جفت شده‌اند. این ادغام تنها با یک اولتراسونیک ساده قابل انجام است و نیاز به هیچ حلال آلی ندارد».
او همچنین می‌افزاید: «ما دریافتیم که نانولوله‌های کربنی خرد شده دارای استحکام چسبندگی بیشتری نسبت به PVDF هستند. PVDF موادی هستند که به‌ صورت رایج به‌عنوان چسب در باتری‌های یون لیتیم استفاده می‌شوند. همچنین ما نشان دادیم که این الکترود کامپوزیتی دارای هدایت الکتریکی بیشتری نسبت به مواد رایج هستند. یکی از مزایای این روش آن است که بسیار زیست‌سازگار است؛ یعنی در ساخت آن از مواد آلی آلاینده طبیعت استفاده نشده و تنها از آب و اتانول استفاده شده‌است». باتری‌های یون لیتیم مختلفی در بازار موجود است بنابراین پتانسیل اقتصادی زیادی دراین حوزه وجود دارد.