Nanoelmaslar Lityum Bataryalarında Kısa Devreyi Önlüyor

Lityum bataryalarının elektrolit solüsyonlarına küçük miktarlarda nanoelmas eklemek, bu popüler enerji depolama cihazlarını daha güvenli yapıyor.

Lityum bataryaları şarj olurken, elektrolit solüsyonundaki lityum iyonları katottan anoda, mikrometre inceliğinde gözenekleri olan polimer ayrıştırıcı sayesinde yol alır. Lityum-iyon bataryalarındaki anot genellikle grafitin bir türüdür. Bu malzemenin kullanılma sebebi küçük lityum (dentrit) yapılarının kontrolsüz büyüyüp ayrıştırıcıyı delerek katoda dokunması sonucu kısa devre oluşumunu önlemektir.

Eğer grafit kullanmak yerine anot saf lityum metali olsaydı, bataryanın yük depolama kapasitesi neredeyse 10 kat fazla olabilirdi. Ancak metalik lityum anodu kullanılmamasının sebebi dentrit problemini arttırmamak.

Drexel Üniversitesi’nden Yury Gogotsi ve Tsinghua Üniversitesi’nden Qiang Zhang tarafından yönetilen ekip, elektrolit solüsyonunda kullanılan düşük maliyetli nanoelmas parçacıklarının lityumun elektrokimyasal tortu oluştururken dentrit olmadan oluşturmasını sağlıyor.

Araştırmacıların açıklamasına göre nanoelmas yüzeyler Li-ion adsorpsiyonu ve nükleasyon bölgeleri Lityum iyonlarının yüzeye kolaylık nüfuz etmesini sağlayarak, düzenli bir şekilde kaplanmasını sağlıyor ve küçük boşluklar ve ya dentrit yapıları oluşturmasını engelliyor.

Kaynak: acs.org