محققان با استفاده از یک نانولایه مسی روی سطح جداکننده در باتری‌های یون لیتیم، طراحی آن را به گونه‌ای تغییر دادند که در صورت گرم شدن بیش از حد، به کاربر هشدار دهد.
افزایش ضریب ایمنی باتری‌ها با استفاده از نانولایه‌ها
محققان دانشگاه استنفورد موفق به ساخت باتری یون لیتیم هوشمندی شدند که قادر است پیش از گرم شدن بیش از حد و آتش گرفتن، هشدار دهد. یی چیو از محققان این پروژه می‌گوید هدف ما ارائه فناوری بود که بتواند پیش از بروز مشکل جدی ناشی از گرم شدن، به کاربر هشدار دهد. این فناوری جدید می‌تواند هرگونه مشکلی را حین کارکرد باتری گزارش دهد اما برای مشکلاتی از قبیل ضربه دیدن باتری قابل استفاده نیست.”
نتایج این پژوهش در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
آتش گرفتن باتری‌های تلفن همراه موضوعی بوده که اخیرا بحث ایمنی باتری‌های یون لیتیم را پر رنگ‌تر کرده است. شعله‌ور شدن باتری‌های یون لیتیم در دو هواپیمای بوئینگ ۷۸۷ موجب بروز حادثه‌هایی در این هواپیماها شده که دلیل آتش گرفتن هنوز مشخص نیست. بعد از آتش گرفتن چند باتری لپ‌تاپ سونی، این شرکت فراخوانی برای تعویض باتری‌ها داد. این شرکت اعلام کرد که وجود ناخالصی‌های فلزی بسیار کوچک در این باتری‌ها موجب تشکیل مدار کوتاه شده است.
باتری‌های یون لیتیم از دو الکترود مختلف تشکیل شده که یک الکترود آند و دیگری اکسید فلز لیتیم است. یک لایه بسیار نازک پلیمری نیز این دو را از هم جدا می‌کند. نقش این لایه جدا کننده بسیار مهم است به طوری که آسیب‌دیدگی آن موجب تشکیل مدار کوتاه شده و منشاء آتش سوزی در باتری خواهد شد.
دنیاز ژو از محققان این پروژه می‌گوید: ” این جداکننده از جنس پلاستیک مورد استفاده در بطری‌ها بوده و متخلخل است بنابراین یون‌های لیتیم می‌تواند میان آنها نفوذ کند.”
هرگونه آسیب در حین فرآیند تولید یا وجود ذرات آلاینده نظیر غبار یا براده‌های فلزی، می‌تواند مشکلی مشابه مشکل شرکت سونی در سال ۲۰۰۶ ایجاد کند.
برای حل این مشکل محققان از نانولایه‌های مس روی سطح جدا کننده استفاده کردند که این کار موجب تشکیل نیم‌پیل سوم در باتری می‌شود. این الکترود جدید مقدار اختلاف ولتاژ میان الکترود و جداکننده را مشخص می‌کند. زمانی که این ولتاژ از حد معینی بالاتر رود، هشداری مبنی بر جدا کردن باتری از دستگاه داده می‌شود.
