طور فريق بحثي بجامعة هارفارد مؤخرًا بطارية صلبة جديدة

في الآونة الأخيرة ، طور فريق بحثي بجامعة هارفارد بطارية صلبة جديدة يمكن تدويرها 10000 مرة ، ومن المتوقع شحنها بالكامل في غضون 3 دقائق ، ويمكن أن تستمر لمدة 20 عامًا. تستخدم بطارية الحالة الصلبة الليثيوم في شكل معدن نقي. ، باستخدام أقطاب كهربائية صلبة وإلكتروليت صلب ، بدلاً من إلكتروليتات هلامية سائلة أو بوليمرية موجودة في بطاريات الليثيوم أيون.في المختبر ، تمكن النموذج الأولي للبطارية من إكمال 5000 إلى 10000 دورة شحن بنجاح.يمكن إرجاع أبحاث فريق هارفارد البحثي حول بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة إلى مايو من العام الماضي ، ولكن التكنولوجيا في ذلك الوقت ظلت عند مستوى "الشحن الكامل خلال 10 إلى 20 دقيقة وعمر البطارية من 10 إلى 15 عامًا".

تصميم هذه البطارية مستوحى من الشطيرة البريطانية الكلاسيكية.إذا تخيلت البطارية على أنها شطيرة ، أولاً طبقة من الخبز (أنود معدن الليثيوم) ، ثم الخس (طلاء الجرافيت) ، ثم طبقة من الطماطم (المنحل بالكهرباء الأول) وطبقة من لحم الخنزير المقدد (المنحل بالكهرباء الثاني) ، في النهاية يكون طبقة أخرى من الطماطم وآخر قطعة خبز (كاثود).

يعتقد فريق البحث أن الأنودات المعدنية الليثيوم في تصميمات الحالة الصلبة الأخرى تطور نموًا شجيريًا يمكن أن يخترق تدريجيًا من خلال الإلكتروليت إلى الكاثود ، وبالتالي تقصير بطارية أيون الليثيوم.وهذا يعني أن التشعبات أو التشعبات الناتجة أثناء استخدام بطاريات الليثيوم أيون هي السبب الجذري لحرائق البطارية.في حين أن هيكل السندويتش متعدد الطبقات يمنع التشعبات من التشكل ، في هذا التصميم ، تنمو التشعبات في "الخس" و "الطماطم" ولكنها تتوقف عند "لحم الخنزير المقدد".يمنع حاجز "لحم الخنزير المقدد" التشعبات من المرور عبر الخلية وتقصيرها ، مما يمنع الفشل.

قال أويانغ مينجاو ، الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم ونائب رئيس جمعية السيارات الكهربائية الصينية 100 ، في وقت سابق أنه يجب تجميع المواد مثل المواد وتطويرها ، والوقت الذي سيتم فيه وضع بطاريات الحالة الصلبة في الحجم الكبير- من المحتمل أن يكون نطاق التطبيقات التجارية بين عامي 2025 و 2030.