هذه المادة الجديدة تجعل البطاريات لا تموت قريبًا
تحسنت بطاريات الليثيوم منذ اكتشافها في التسعينيات ، ومنذ ذلك الحين تضاعفت كثافتها ثلاث مرات ، بالإضافة إلى زيادة سلامتها. ومع ذلك ، فإن تدهور البطاريات مع الوقت عادة ما يكون أعظم مشاكلها ، حيث تظهر التشعبات داخلها وتقل سعة الشحن. بمجرد أن تنخفض هذه السعة إلى 70 أو 60٪ ، تبدأ البطارية في فعل أشياء غريبة وتموت. الآن ، تمكنت مجموعة من الباحثين من إنهاء تلك الوفاة المبكرة للبطاريات.
عادةً ما تبدأ البطارية الحالية في طرح المشكلات بعد 500 دورة شحن ، أي حوالي عامين إذا استهلكنا لما يعادل بطارية كاملة كل عام. تحتوي الهواتف المحمولة على بطاريات أكبر وأكبر ، لذلك نقوم بشحنها بشكل أقل ، ويمكن أن تدوم أكثر من أربع سنوات بسعة أكبر من 80٪ من الأصل. ومع ذلك ، تمكنت مجموعة من الباحثين من التأكد من أن بطارية ذات 1735 دورة شحن تحافظ على 95٪ من سعتها الأولية.
تتكون البطاريات من قطبين كهربائيين: القطب الموجب والكاثود. تنتقل الإلكترونات من واحد إلى آخر اعتمادًا على ما إذا كانت البطارية قيد الشحن أو التفريغ. لتسهيل النقل ، يتم استخدام مادة تعرف باسم الموثق. هذه الروابط مصنوعة من فلوريد البوليفينيلدين (PVDF) ، وهذه هي المادة التي قام الباحثون بتغييرها.
على وجه التحديد ، ابتكر باحثون في جامعة اليابان مادة رابطة من البوليمر المشترك تسمى bis-imino-acenaphthenequinone-paraphenylene (BP). مع هذه المادة ، لم يقتصر الأمر على تحسينات الأداء الرائعة للبطارية فحسب ، بل حافظت البطارية أيضًا على قدرتها بعد العديد من دورات شحن البطارية.
توفر مادة BP ثباتًا ميكانيكيًا أكبر والتصاقًا أفضل بالقطب الموجب ومجمع التيار. كما أن لديها موصلية أفضل من PVDF ، وهي أدق ولا تتفاعل بسهولة مع المنحل بالكهرباء ، مما يساعد على تقليل وجود التشعبات. تُظهر الصور الملتقطة على المستوى المجهري شقوقًا صغيرة فقط بعد 1735 دورة شحن ، مقارنةً بالشقوق الكبيرة في PVDF بعد 500 دورة فقط.
على الرغم من التقدم في هذه الخطوة ، لا يزال يتطلب بعض العمل قبل أن نراها في الأجهزة التي نستخدمها كل يوم ، لكن الباحثين يقولون إن النظام قابل للتطبيق تجاريًا تمامًا ، وأنهم يأملون في رؤيته في السوق قريبًا.
