اين رسانا از سنگ نمك بوروهيدريد ليتيوم (4LiBH) استفاده ميكند كه عاملي شناخته شده در آزمايشگاههاي شيمي آلي است و پيش از اين براي كاربري در باتريها در نظر گرفته شده بود؛ اما تاكنون تنها در دماها يا فشارهاي بالا كار ميكرد. به گفته دانشمندان، 4LiBH مانند يك ماده انگل و نه ميزبان رفتار ميكند. اين رسانايي انگلي نشان ميدهد كه ميتوان آن را به طور گسترده در جستوجو براي باتريهاي جديد اعمال كرد.
در عصرحاضر صنعت الكترونيك پيشرفت چشمگيري نموده است و توسعه وسايل الكترونيكي تقاضا را براي باتريهاي قابل شارژ افزايش داده است.
باتري وسيلهاي است كه انرژي شيميايي را به طور مستقيم به انرژي الكتريكي تبديل ميكند. در واقع يك باتري شامل يك يا چند پيل ولتايي است كه بر اثر واكنشهاي شيميايي اكسيد و احيا مولد جريان الكتريسيته هستند. هر پيل ولتايي از دو الكترود تشكيل شده است كه بين آنها با الكتروليت پر ميشود. الكتروليت محلولي رسانا شامل يونهاست. معمولاً تركيبات الكتروفعال درون الكتروليت حل ميشوند كه ميتوانند با الكترودها واكنش شيميايي بدهند و انرژي شيميايي را با انتقال بار در سطح مشترك الكترود- الكتروليت به انرژي الكتريكي تبديل كنند.
تأمين انرژي به صورت آسان و مطلوب يك ضرورت مهم و انكارناپذير است. همچنين امروزه به دليل مشكلات ايجاد شده به دليل آلودگي هوا شركتهاي بزرگ سالانه هزينههاي زيادي را صرف ساخت خودروهاي الكتريكي و هيبريدي مينمايند.
بهترين گزينه براي رفع اين مهم استفاده از باتريهاي قابل شارژ جهت ذخيرهسازي انرژي الكتريكي ميباشد.
در اين ميان باتريهاي ليتيوم- يون از ديگر انواع باتريها عملكرد و بازده مناسبتري را از خود نشان داده و بيشترين توليد را در ميان ديگر انواع باتريها دارند. اين باتريها مانند انواع ديگر باتريها از پيلهاي الكتروشيميايي با دو الكترود و ماده الكتروليت تشكيل شدهاند. در فرايند شارژ باتريهاي ليتيومي، در الكترود مثبت ليتيوم به يون ليتيوم مثبت و در الكترود منفي يون ليتيوم به ليتيوم فلزي تبديل شده و در بين لايههاي الكترود قرار ميگيرد. تحقيقات زيادي در جهت توسعه هر يك از الكترودها و الكتروليت در باتريهاي ليتيوم يون صورت گرفته است و با ورود نانومواد در اين تحقيقات تحولات شگرفي در عملكرد اين نوع باتريها به وجود آمده است. اين سير تكاملي با ساخت نانومواد جديد همچنان ادامه دارد.
تحقيقات وسيعي درزمينه باتريهاي قابل شارژ در مراكز تحقيقاتي دنيا صورت ميپذيرد كه باعث پيشرفت بسيار سريع باتريهاي قابل شارژ در چند دهه اخير شده است. در حال حاضر، باتريهاي ليتيوم- يون در نوك قله اين پيشرفت قرار دارند؛ بهطوري كه در اغلب وسايل الكترونيكي امروزي از باتريهاي ليتيوم- يون استفاده ميشود.
ولتاژ خروجي يك باتري به طور مستقيم با ماهيت شيميايي واكنش الكتروشيميايي پيل در ارتباط است.
به طور كلي هر باتري از سه بخش اصلي الكترود مثبت، الكترود منفي و الكتروليت تشكيل شده است. در باتريهاي ليتيوم- يون، الكترود مثبت يا كاتد از يك تركيب ليتيوم مانند ليتيوم كبالت اكسيد و الكترود منفي يا آند از كربن ساخته شده و يك لايه جداكننده بين آنها قرار دارد.
در زمان تخليه، يونهاي ليتيوم از الكترود منفي به سمت الكترود مثبت و هنگام شارژ شدن وارونه حركت ميكنند. باتريهاي ليتيوم ـ يون بالاترين چگالي انرژي را فراهم ميسازند. تقريباً دو برابر انرژي قابل دسترسي از باتريهاي نيكل ـ كادميم آنها به دشارژ كامل نياز ندارند و ميتوان از جريان بالاتري براي شارژ و دشارژ بدون آسيب به باتري استفاده كرد.
منبع: aplmaterials.aip.org
