باتری های لیتیوم یونی جدید سرعت شارژ هزار و قدرت دو هزار برابر دارند

محققان دانشگاه ایلینوی شهر اوربانا تکنولوژی جدیدی در باتری  توسعه داده‌اند که ۲۰۰۰ برابر قدرتمندتر از باتری‌های مشابه است. به گفته‌ی محققان، این تنها یک گام تکاملی در تکنولوژی باتری نیست؛ بلکه این فناوری جدید قادر است قواعد گذشته ذخیره‌سازی انرژی را به‌کلی تغییر دهد و اجازه می‌دهد که ما کارهای مختلف و جدیدی انجام دهیم.

صرفه‌جویی در انرژی مهم‌ترین دغدغه‌ی تجارت در همه‌ی زمینه‌ها است. در حال حاضر می‌توان مقدار زیادی قدرت (وات) یا مقدار زیادی انرژی (وات ساعت) داشت؛ اما نمی‌توانیم هر دو را با هم داشته باشیم. ابرخازن‌ها ‌می‌توانند برای مدت‌زمان بسیار کوتاه قدرت عظیمی آزاد کنند. سلول‌های سوختی می‌توانند مقدار زیادی انرژی ذخیره کنند؛ اما به حداکثر توان خروجی خود محدود می‌شوند. این موضوع یک مشکل اساسی است؛ زیرا اکثر برنامه‌های کاربردی مدرن مانند فناوری‌های همواره در حال گسترش گوشی‌های هوشمند، رایانه‌های پوشیدنی، وسایل نقلیه الکتریکی و ... نیاز به مقدار زیادی قدرت و انرژی دارند. باتری‌های لیتیوم‌-یون در حال حاضر بهترین راه حل برای کاربردهای نیازمند به قدرت و انرژی بالا هستند؛ اما هنگامی که طراحان صنعتی و مهندسان الکترونیک یک دستگاه جدید خلق می‌کنند، حتی بهترین نمونه‌های باتری لیتیومی با چالشی جدی و مهم مواجه می‌شوند.

این پیشرفت‌ عظیم ناشی از یک ساختار کاتد و آندی جدید اختراع‌شده توسط محققان دانشگاه ایلینوی است. در اصل یک باتری لیتیوم استاندارد به‌طور معمول یک آند جامد دوبعدی ساخته‌شده از گرافیت و یک کاتد ساخته‌شده از نمک لیتیوم است. از سوی دیگر، باتری جدید ایلینوی دارای آند و کاتد متخلخل و سه‌بعدی است. محققان برای ایجاد این ساختار الکترودی جدید، ساختاری از پلی‌استایرن (فایبرگلاس) روی یک بستر شیشه ایجاد می‌کنند، نیکل الکترودیپوزیت را روی پلی‌استایرن قرار می‌دهند و سپس الکترودهای نیکل- قلع را آند و دی‌اکسید منگنز را کاتد قرار می‌دهند. تصاویر بالا به‌خوبی روند انجام این کار را نشان می‌دهد.

 تراکم انرژی در مقایسه با چگالی قدرت برای انواع فناوری‌های باتری، از جمله میکروباتری لیتیوم-یون دانشگاه ایلینوی