افزودن نانوالماس به باتری برای افزایش پایداری آن

محققان نشان دادند که افزودن نانوالماس به باتری یون لیتیم موجب کاهش سرعت رشد دندریت‌ها و در نهایت افزایش ایمنی باتری می‌شود.

نتایج یافته‌های اخیر محققان دانشگاه درکسل نشان می‌دهد که استفاده از نانوالماس می‌تواند موجب ایمن‌تر شدن باتری‌های یون لیتیم شود. این گروه با استفاده از نانوالماس، محلول الکترولیت باتری‌ها را به ترکیبی ایمن تبدیل کردند که در مقابل انفجار و آتش‌سوزی مقاوم است.
محققان این پروژه روی ساخت آندهای لیتیم پایدار کار می‌کنند و در این میان نشان دادند که افزودن نانوالماس به الکترولیت موجب یکتواخت‌تر شدن و پایداری بیشتر باتری می‌شود. پیش از این نانوالماس‌ها در صنعت آبکاری برای ایجاد پوشش‌های فلزی یکنواخت مورد استفاده قرار می‌گرفتند. نانوالماس‌ها به دلیل ابعاد بسیار کوچک و قیمت کمتر نسبت به الماس‌های مورد استفاده در جواهر، با قرار گرفتن روی یک سطح و لغزیدن روی هم، موجب صاف‌تر شدن سطح می‌شوند.
این گروه نشان دادند که یون‌های لیتیم به سادگی به نانوالماس‌ها متصل می‌شوند و زمانی که سطح الکترود آبکاری می‌شود، به‌صورت منظمی پوشش می‌گیرد. از سوی دیگر وجود نانوالماس در الکترولیت موجب می‌شود که تشکیل دندریت‌ها در محلول الکترولیت به آهستگی انجام شود.
نتایج این پروژه اولین گام در مسیر ساخت الکترولیت‌هایی است که در آنها از نانوالماس برای افزایش ایمنی باتری و دانسیته انرژی استفاده می‌شود. این گروه نشان دادند که بعد از 22 ساعت شارژ / دشارژ باتری هنوز پایدار است؛ این زمان برای استفاده نظامی و صنعتی زمانی طولانی محسوب می‌شود.
یوری گوگوتسی از محققان دانشگاه درکسل می‌گوید: «این فناوری می‌تواند جریان توسعه باتری‌ها را تغییر دهد. هر چند به سختی می‌توان 100 درصد مطمئن شد که دندریت‌ها در باتری رشد نمی‌کنند. برای اطمینان از ایمنی، افزودنی‌های الکترولیت نظیر نانوالماس باید با مواد دیگر ترکیب شوند.»
پیش از این، رشد دندریت‌ها در باتری‌های لیتیمی موجب آتش‌سوزی و بروز فاجعه شده بودند، به طوری که تغییر در طراحی باتری‌ها به‌عنوان موضوعی مهم در این صنعت مطرح شده‌است.

نتایج این پروژه در نشریه Nature Communication به چاپ رسیده است.