مواد و ساخت پیشرفته

در تحقیقات اخیر نشان داده شده است می توان ظرفیت ویژه باتری های لیتیومی را از 0.4 mAh/cm² به 1.6 mAh/cm² افزایش داد. این تحقیقات نشان داده است می توان به این وسیله چگالی انرژی باتری های لیتیومی جدید را 2.5 تا 3 برابر باتری های حالت جامد بر پایه فویل آلومینیومی افزایش داد.

برای این منظور از الکترودهای سه بعدی بر پایه فوم آلومینیومی با قابلیت بارگذاری بالا از جنسLiNi_0.6Co_0.6Mn_0.6  در باتری های لیتیومی استفاده شده است.

در واقع استفاده رایج از الکترودهای بر پایه فویل آلومینیومی در باتری های حالت جامد لیتیومی مشکلاتی به همراه دارد زیرا به دلیل هدایت حرارتی پایین فویل آلومینیومی، روی ظرفیت انرژی ویژه و چگالی انرژی این باتری ها تاثیر منفی دارد.

در این کار تحقیقاتی جدید برای اولین بار از الکترودهای بر پایه فوم آلومینیومی به جای فویل آلومینیومی تجاری در باتری های لیتیومی حالت جامد استفاده شده است. نشان داده شده است استفاده از فوم آلومینیومی به جای فویل آلومینیومی تجاری، می تواند به مقدار زیادی ظرفیت ویژه انرژی را برای ضخامت های مختلف فوم آلومینیومی افزایش دهد. همچنین با این کار، چگالی انرژی باتری های لیتیومی حاوی الکترودهای بر پایه فوم آلومینیوم به مقدار زیادی (حدود 3 برابر) افزایش می یابد. می توان گفت فوم آلومینیوم به عنوان جمع کننده جریان الکترود برای باتری های حالت جامد، از کاربرد قابل توجهی برخوردار است.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X20319927