گروهی از محققان ادعا می کنند که بالاخره مشکل اتصال کوتاه در الکترولیت های جامد باتری های لیتیوم فلزی را حل کرده اند. اکنون آنها می خواهند باتری های جدیدی تولید کنند که سبک وزن، غیر قابل اشتعال، ظرفیت بالا و شارژ سریع هستند. این باتری های جدید را می توان به ویژه برای خودروهای الکتریکی استفاده کرد.
محققان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC در مقاله ای که در مجله Nature Energy منتشر شده است توضیح دادند که نقص در مقیاس نانو و استرس مکانیکی چگونه الکترولیت های جامد را تجزیه کنیم؟ آنها می گویند که استرس مکانیکی که در هنگام شارژ باتری ایجاد می شود این الکترولیت ها را از بین می برد.
ویلیام چیو، محقق و استادیار ارشد این مطالعه در دانشگاه استنفورد، گفت: «حتی کوچکترین فرورفتگی، خم شدن یا پیچش در این باتری‌ها می‌تواند در سطح نانو اختلال ایجاد کند، مواد را باز کند و به لیتیوم اجازه ورود به الکترولیت و یک مدار را کوتاه کنید ایجاد کردن.”
امکان بهینه سازی تولید باتری های لیتیومی وجود دارد
وارد شدن گرد و خاک و سایر مواد خارجی موجود در باتری در مرحله ساخت می تواند یکی دیگر از عوامل ایجاد مشکل در این باتری ها باشد. از سوی دیگر، محققان طی 60 آزمایش ثابت کردند که استفاده از جنس سرامیک در باتری ها باعث ایجاد ترک، فرورفتگی و ترک در سطح نانو می شود. این امر در هنگام شارژ سریع مشکلاتی ایجاد می کند و منجر به اتصال کوتاه می شود.
محققان می گویند باتری های حالت جامد زمانی که اتصال کوتاه پیدا می کنند کاتد و آند با یکدیگر در تماس باشند یا به طریقی الکتریکی به یکدیگر متصل شوند. آنها ادعا می کنند که هر شکلی از خم شدن، پیچش یا گرد و غبار بین الکترولیت ها می تواند باعث ایجاد مشکل در این باتری ها شود.
با نتایج این تحقیق، اکنون محققان می توانند باتری هایی طراحی کنند که مشکل اتصال کوتاه نداشته باشند. این گروه سعی می‌کند از نیروهای مکانیکی برای تقویت مواد در حین تولید استفاده کند و با پوشش دادن سطح با الکترولیت از بروز ترک‌ها جلوگیری کرده و شرایطی را ایجاد می‌کند که حتی در صورت بروز ترک نیز قابل ترمیم باشد.