Şişen Bataryalar Bilim İnsanlarının Detaylı İncelemesi Altında!

Bilim insanları yoğun olarak telefonlarda kullanılan bataryaların atomik görüntülerini incelediklerinde parmak gibi küçük uzantıların ortaya çıktıklarını keşfetti ve bunlara dendritler dendi.

Bu bağlantılar, bataryalar içerisinde iki kutbu birleştirerek kısa devre oluşmasına sebep oluyor, ardından da ısınmaya ve patlamaya sebebiyet veriyor. Bu pürüzlerin daha iyi anlaşılması, sadece daha güvenli akıllı telefonların ortaya çıkmasını sağlamayacak, aynı zamanda elektrikli otomobiller, evler, laptoplar için de daha güvenli ve yüksek kapasiteli pillerin oluşturulmasını sağlayacak.

Stanford University’den SLAC Laboratory’de kullanılan cryo-EM tekniği, örneklerin sıvı nitrojene daldırılarak şoklanmasını içeriyor. Bu yıl kimya alanında Nobel ödülünü kazanan bu yöntem, atomlar hareket halindeyken bile onlara detaylı bir bakışın ortaya çıkarılmasına imkan sağlıyor. Dondurulmuş bataryalar, istenildiği gibi kesilerek incelenebiliyor ve detaylar ortaya çıkarılabiliyor.

Atomik seviyeden bakıldığında, yazının başında belirttiğimiz dendritler, kristal bir yapıya sahip olarak karşımıza çıkıyor. Bu kristal yapı, büyüdükçe daha sağlam bir yapı oluşturuyor. Lityum pillerin ömürleri azalmaya başladığında ortaya çıkan dendritler, yüzeyinde metal atomlarının toplanmasına sebep oluyor. Bu iyondan “parmaklar” bataryanın iki farklı bölümü arasındaki yalıtkan yüzeyi deliyor ve aşırı ısınma bu sayede ortaya çıkıyor.

Daha önce de varlığı bilinen bu dendritler, TEM yöntemiyle incelenmeye çalışılıyordu ancak havayla etkileşiminde çok yüksek bir hızla korozyona uğrayan lityum atomları, gözlemlenecek bir örnek kalmamasına sebep oluyordu. Yeni teknik sayesinde donmuş atomlar hava ile çok daha geç etkileşime giriyorlar ve bu da bilim insanlarına görüntüleme yapabilmeleri için yeterli zamanı sağlıyor.

Araştırmacılardan biri olan Yanbin Li, teknikle ilgili şöyle diyor: “Bu araç farklı türlerde elektrotların neden diğerlerine göre daha yüksek performans sağladığını ortaya çıkarmamızı sağlayacak.”

Ekibin gözlem sırasında çektiği videoyu da alttan seyredebilirsiniz.