دلیل کاهش ظرفیت باتری‌های لیتیومی در طول زمان چیست؟

باتری‌های لیتیومی که این روزها در بسیاری از گوشی‌های هوشمند قرار می‌گیرند، برای همیشه کار نخواهند کرد. بعد از اینکه برای دفعه‌ی پانصدم گوشی را خود را شارژ کنید، حدود 5 درصد ظرفیت آن از بین خواهد رفت و متاسفانه هیچ راهی برای حل کردن این مشکل وجود ندارد. حال تحقیقاتی که آزمایشگاه ملی پسیفیک شمال‌غربی(Pacific Northwest National Laboratory) انجام داده، نشان می‌دهد که باتری‌های بادوام‌تری، به زودی از راه خواهند رسید.

اما محققان این لابراتوار توانسته‌اند به وسیله‌ی یک میکروسکوپ بسیار قدرتمند، روند شارژ و تخلیه شدن باتری‌های لیتیومی را در طول زمان مشاهده کنند. آنها متوجه شدند که در طول زمان و شارژ شدن پی‌درپی این باتری‌ها، سبب می‌شود تا دیواره‌ی الکترودها دچار ترک خوردن شود و همین موضوع موجب کاهش ظرفیت باتری می‌شود. البته این مسئله، تنها یکی از دلایلی است که موجب تضعیف عملکرد باتری‌ها در طول زمان می‌شود.

“لیتیوم مرده”، چیزی که دانشمندان آن را می‌نامند، علاوه بر اینکه به بهتر شارژ شدن باتری کمکی نمی‌کند، بلکه سبب می‌شود تا ظرفیت آن در طول زمان کاهش پیدا کند. همچنین، در طول زمان مشاهده شده که یک لایه‌ی اینترفاز جامد الکترولیت بر روی سطح الکترودها قرار می‌گیرد که همین موضوع اصطلاحا باعث “گرفتگی” باتری می‌شود و نهایاتا، باتری توانایی خود را در شارژ شدن از دست می‌دهد.

استفاده از یک ماده‌ی جانشین همچون آهن، آلومینیوم و یا مس، علاوه بر ارزان‌قیمت‌تر بودن، باعث دوام بیشتر باتری می‌شوند و قابل اعتمادتر از لیتیوم هستند و شاید راه حلی فعلی و ماده‌ی جایگزین برای لیتیوم، یکی از همین مواد باشد. البته محققان باید بر روی باتری‌های غیرلیتیومی شارژپذیر و امکان افزایش توانایی آنها به جهت شارژ شدن نیز تحقیق کنند، چرا که ممکن است این باتری‌ها، بتوانند جایگزین بهتری برای باتری‌های لیتیومی باشند.