مرکز تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا موفق شده است با استفاده از نانوروبان گرافن و نانوذرات اکسید قلع، باتری‌هایی با ظرفیت و دوام بالا تولید کند. برای تولید این باتری‌ها نانوروبان و نانوذرات با هم ترکیب شده و به آند باتری اضافه می‌شود.
بهبود ظرفیت باتری‌های یون لیتیم با نانوذرات قلع و گرافن
چند ماه قبل، مرکز تحقیقات نیروی هوایی آمریکا نتایج یکی از تحقیقات خود را پیرامون تولید باتری‌های یون لیتیم منتشر کرد. این مرکز موفق شده است تا با استفاده از اکسید قلع و نانوروبان‌های گرافن باتری‌هایی با قابلیت ذخیره‌سازی بالا تولید کند. از این باتری‌ها می‌توان در حسگرهای شیمیایی و مدارات الکترونیکی نانومقیاس استفاده کرد.
چهار سال قبل، تیم تحقیقاتی آزمایشگاه تور نشان دادند که می‌توان نانولوله‌های کربنی را به صورت شیمیایی در راستای طول نانولوله از هم باز کرد. با این کار نانولوله تبدیل به نانوروبان گرافنی می‌شود بدون این که خواص الکترونیکی آن دست‌خوش تغییری شود. این گروه تحقیقاتی با همکاری مرکز تحقیقات نیروی هوایی آمریکا روی این موضوع، تحقیقاتی انجام داده و در نهایت نشان دادند که نانوربان‌های گرافنی می‌تواند ظرفیت باتری‌های یون لیتیم را افزایش دهد. آنها برای افزایش ظرفیت باتری باید از اکسید قلع در ساختار باتری استفاده کنند.
برای تولید این باتری‌ها، این گروه به این شکل عمل کردند: ابتدا نانوروبان‌های گرافنی را در حجم بالا تولید کرده و سپس این ذرات را با نانوذرات ۱۰ نانومتری اکسید قلع ترکیب کردند که محلول کلوئیدی بدست می‌آید. در قدم بعد نوعی چسب سلولزی موسوم به کربوکسیل متیل سلولز و آب به این سیستم اضافه شد و در نهایت این ماده به درون خازن ریخته شد. این خازن در باتری‌های یون لیتیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نتایج تست روی این باتری‌ها در آزمایشگاه تور نشان داد که ظرفیت باتری، ۱۵۲۰ میلی‌آمپر ساعت در هر گرم است. بعد از چند بار شارژ/دشارژ شدن، ظرفیت این باتری به ۸۲۵ میلی‌آمپر ساعت بر گرم می‌رسد. بعد از ۵۰ بار شارژ/دشارژ، هنوز باتری ظرفیتی بیش از دو برابر باتری‌های معمولی یون لیتیم دارد. آنچه که باعث افزایش ظرفیت این باتری‌ها می‌شود، بهبود در انعطاف‌پذیری آند توسط نانوروبان‌های گرافنی است. در باتری‌های معمولی یون لیتیم که آندی از جنس گرافیت دارند، بعد از چند بار شارژ/دشارژ، آندها به دلیل تورم و کوچک شدن دچار زوال ساختاری می‌شوند. این درحالی است که در باتری‌های دارای آند از جنس نانوروبان گرافنی، وجود نانوذرات اکسید قلع موجب می‌شود تا تغییر ساختار آند به حداقل برسد که این کار مانع از تشکیل ترک در ساختار آند شده و عمر وظرفیت آن را افزایش می‌‌دهد.
