اكتشف الباحثون طريقة لمنع الآثار الجانبية الضارة والمحتملة الخطورة التي يمكن أن تحدث أثناء الشحن السريع، والمعروفة باسم طلاء الليثيوم، في اختراق كبير لصناعة السيارات الكهربائية.
تحدث هذه الظاهرة عندما تتراكم أيونات الليثيوم على سطح أنود البطارية (المعروف أيضًا باسم القطب السالب) بدلاً من إدخال نفسها فيه عبر عملية تسمى الإقحام.
ونتيجة لذلك، تشكل الأيونات طبقة من الليثيوم المعدني الذي يستمر في النمو فوق القطب الموجب. وقد يؤدي ذلك إلى إتلاف البطارية، وتقليل عمرها الافتراضي، وتقليل أدائها العام، والتسبب في حدوث دوائر قصيرة قد تؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار، وفقًا لموقع TheNextWeb.
ووجد فريق البحث، بقيادة الدكتور شويكوين لو من جامعة كوين ماري في لندن، أن المفتاح لقمع طلاء الليثيوم في أنود الجرافيت هو تحسين بنيته المجهرية. ويتم ذلك عن طريق ضبط مورفولوجيا الجسيمات والقطب الكهربائي لضمان نشاط التفاعل المتجانس وتقليل تشبع الليثيوم المحلي.
وقال الدكتور شيويكن لو: “لقد كشف بحثنا أن آليات تحلية جزيئات الجرافيت تختلف في ظل ظروف مختلفة، اعتمادًا على شكل سطحها وحجمها وشكلها واتجاهها”. يمكننا التقاط متى وأين يبدأ طلاء الليثيوم ومدى سرعة نموه.”
توفر الدراسة نظرة ثاقبة للعمليات الفيزيائية لإعادة توزيع الليثيوم داخل جزيئات الجرافيت أثناء الشحن السريع. يمكن لهذه الدروس أن تمكن من تطوير بروتوكولات شحن سريع أكثر كفاءة وتقدمًا.
هناك اكتشاف آخر لا يقل أهمية وهو أن تحسين البنية المجهرية للأنود يمكن أن يعزز كثافة طاقة البطارية، مما يعني مسافات أطول بشحنة واحدة.
وأشار الدكتور لو إلى أن “هذا إنجاز كبير يمكن أن يكون له تأثير كبير على مستقبل السيارات الكهربائية”. تعد بطاريات السيارات الكهربائية ذات الشحن الأسرع والأطول عمرًا أمرًا ضروريًا لتمكيننا من الانتقال الكامل إلى التنقل الكهربائي.
