اختصاصی شبکه علمی ثریا- باتریهای فلزی لیتیوم جدید با الکترولیتهای جامد، سبک وزن، قابل اشتعال، انرژی زیادی هستند و میتوانند خیلی سریع دوباره شارژ شوند، اما به دلیل اتصال کوتاه و خرابیها، به کندی ساخته میشوند. اکنون، محققان می گویند که این مشکل را حل کرده اند. این مشکل به استرس مربوط می شود. به بیان دقیق تر، استرس مکانیکی به خصوص در هنگام شارژ مجدد قوی باعث بروز مشکل میشود. در واقع فرورفتگی، خم شدن یا پیچش کم باتریها میتواند باعث باز شدن شکافهای نانوسکوپی در مواد و نفوذ لیتیوم به الکترولیت جامد شود که باعث اتصال کوتاه آن میشود.حتی گرد و غبار یا سایر ناخالصیهای وارد شده در تولید میتواند استرس کافی برای ایجاد خرابی ایجاد کند.
مشکل شکست الکترولیت های جامد مشکل جدیدی نیست و بسیاری این پدیده را بررسی کردهاند. تئوری ها در مورد اینکه دقیقاً علت چیست، فراوان است. برخی می گویند جریان ناخواسته الکترون ها مقصر است، در حالی که برخی دیگر به بعد شیمیایی اشاره می کنند. با این حال دیگران این تئوری را مطرح میکنند که نیروهای مختلف باعث این اتفاق میشوند. در مطالعهای که در 30 ژانویه منتشر شد، محققان در آزمایشهای دقیق و آماری مهم توضیح میدهند که چگونه نقصهای مقیاس نانو و استرس مکانیکی باعث از کار افتادن الکترولیتهای جامد میشوند. دانشمندان در سراسر جهان که تلاش میکنند باتریهای قابل شارژ جدید و جامد با الکترولیت بسازند، میتوانند مشکل را حل کنند یا حتی این کشف را به نفع خود کنند. باتریهای فلزی لیتیومی با انرژی متراکم، شارژ سریع و غیرقابل اشتعال که برای مدت طولانی دوام میآورند، میتوانند بر موانع اصلی استفاده گسترده از وسایل نقلیه الکتریکی، از جمله مزایای متعدد دیگر غلبه کنند.
اهمیت آماری
بسیاری از الکترولیت های جامد پیشرو امروزی سرامیکی هستند. آنها انتقال سریع یون های لیتیوم را امکان پذیر می کنند و به طور فیزیکی دو الکترود ذخیره انرژی را از هم جدا می کنند. مهمتر از همه، آنها ضد حریق هستند. اما مانند سرامیک ها در خانه های ما، می توانند ترک های ریز روی سطح خود ایجاد کنند. محققان از طریق بیش از 60 آزمایش نشان دادند که سرامیکها اغلب دارای ترکها، فرورفتگیها و شکافهای نانوسکوپی با عرض کمتر از 20 نانومتر هستند. محققان می گویند که در طول شارژ سریع، این شکستگی های ذاتی باز می شوند و به لیتیوم اجازه نفوذ می دهند. در هر آزمایش، محققان یک کاوشگر الکتریکی را روی یک الکترولیت جامد اعمال کردند و یک باتری مینیاتوری ایجاد کردند و از یک میکروسکوپ الکترونی برای مشاهده شارژ سریع در زمان واقعی استفاده کردند. متعاقباً، آنها از یک پرتو یون به عنوان یک چاقوی جراحی استفاده کردند تا بفهمند چرا لیتیوم بر روی سطح سرامیک در برخی مکانها جمع میشود، در حالی که در نقاط دیگر شروع به فرورفتن عمیقتر و عمیقتر میکند تا زمانی که لیتیوم روی الکترولیت جامد پل بزند و اتصالی کوتاه ایجاد کند. تفاوت این نقاط مربوط به فشار است. هنگامی که پروب الکتریکی فقط سطح الکترولیت را لمس می کند، لیتیوم در بالای الکترولیت جمع می شود حتی زمانی که باتری در کمتر از یک دقیقه شارژ شود. با این حال، هنگامی که کاوشگر به الکترولیت سرامیکی فشار می آورد، با تقلید از تنش های مکانیکی فرورفتگی، خمش، و پیچش، احتمال اتصال کوتاه باتری بیشتر است.
تئوری در عمل
یک باتری حالت جامد واقعی از لایههای صفحات کاتد-الکترولیت-آند ساخته شده است که روی هم قرار گرفتهاند. نقش الکترولیت جداسازی فیزیکی کاتد از آند است، در عین حال اجازه می دهد یون های لیتیوم آزادانه بین این دو حرکت کنند. اگر کاتد و آند به هر طریقی مانند تونلی از لیتیوم فلزی با یکدیگر تماس یا اتصال الکتریکی داشته باشند، یک اتصال کوتاه رخ می دهد. حتی یک خمیدگی ظریف، پیچش خفیف یا لکه گرد و غباری که بین الکترولیت و آند لیتیوم گیر کرده است، باعث ایجاد شکاف های نامحسوس می شود. محققان با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی روبشی همان میکروسکوپ هایی که قادر به دیدن شکاف های نوپا در الکترولیت آزمایش نشده خالص نبودند ، فیلمی از این فرآیند ضبط کردند . آنها معتقدند این کمی شبیه به شکلی است که یک چاله در هنگام ساخت جاده به خود میگیرد ، همه چیز در ابتدا عالی ظاهر می شود. اما به هنگام بارش باران و برف، لاستیکهای ماشین آب را به ترکهای کوچک و از قبل موجود در جاده می برد و شکافهایی را ایجاد میکنند که در طول زمان رشد میکنند. لیتیوم در واقع یک ماده نرم است، اما مانند آب موجود در چاله، تنها چیزی که لازم است فشار برای افزایش شکاف و ایجاد شکست است. باتوجه به این موضوع تیم تحقیقاتی به دنبال راههایی برای استفاده عمدی از همین نیروهای مکانیکی برای سفتکردن مواد در طول تولید هستند، دقیقاً مانند آهنگری که یک تیغه را در حین تولید بازپخت میکند. آنها همچنین به دنبال روش هایی برای پوشش سطح الکترولیت هستند تا از ترک خوردن جلوگیری کنند یا در صورت ظهور آنها را ترمیم کنند.
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران
جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد
استرالیا جریمه شبکههای اجتماعی را دو برابر کرد
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید
صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل میشوند
شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیسایکس» آغاز شد
جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت
اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد
سری جدید انیمیشن «داستان اسباببازی» همه رقبا را کنار زد
پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان
شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد
فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی
زیرساختهای فرسوده ناسا دیگر پاسخگوی ماموریتهای «آرتمیس» نیستند
راز کندی تنبلها کشف شد
تأثیر پنهان طعمهای محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید
آیا خاطرات را میتوانیم بخوریم؟
عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد
کاروان دانشآموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود
دستورالعمل فعالیتهای تابستانی مدارس ابلاغ شد
کلاسهای جبرانی تابستانی دانش آموزان از ۱۵ تیرماه آغاز میشود
راه حل مقابله با مصرف مواد مخدر در محیطهای دانشگاهی
صدور حکم اخراج دانشجوی امیرکبیر به دلیل اهانت به پرچم ایران
حضور ۱۱ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی کیواس ۲۰۲۷ ؛ دانشگاه تهران در صدر جدول
قرار بود ششم تیر و روز ترور آخرین روز جمهوری اسلامی باشد
تجلیل از گری اولدمن در جشنواره تلویزیونی بریتانیا
رسالت تداوم نهضت عاشورا و تاریخنگاری زنده سیره تبلیغی امام سجاد(ع)
برگزاری ۵ شب عزاداری در دانشگاه تهران در دهه دوم ماه محرم
نگاهی به وضعیت معنویت انیمیشن کودکان در سه الگوی، دیزنی، پیکسار و جیبلی
پوشش بیش از ۱۰۰۰ رسانه برای مراسم عاشورای کربلای معلی
مصاحبه دوره دکتری دانشگاه آزاد از امروز آغاز میشود
توسعه تعاملات دانشگاههای ایران و کشورهای عضو اکو در دستور کار
ایران به دانش فنی ساخت «مغز مصنوعی» دست یافت
در عصری هستیم که سرعت،فضیلت شده است/بحران معنایی انسان معاصر از کجاست؟
فراخوان کسب دانش فنی ساخت یک قطعه مهم در صنایع حساس و راهبردی
ثبتنام مدارس باید بر اساس محدوده محل سکونت انجام شود
زیارت تبلیغاتی صدام در عتبات/ سقوط یک سناریو توسط اسرای ایرانی
چرا امام حسین (ع) به پا خاست؟
تل زینبیه به روی بانوان زائر کربلا بازگشایی شد
اگر امام را نشناسیم، غربال خواهیم شد
هوش مصنوعی آنتروپیک شکاف در سیستمهای دولت آمریکا را شناسایی کرد
امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
ارسال آییننامه جامع مدیریت دانشگاهها به شورای عالی انقلاب فرهنگی
آغاز پویش «کارت نشاط» برای حمایت از دانشآموزان
آموزش و پرورش: شرایط ثبتنام دانشآموزان اتباع اعلام خواهد شد
نتایج نقل و انتقالات فرهنگیان شنبه اعلام میشود
ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت
خوابگاههای علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید
برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد
حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول
آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم
ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبتنام تا شنبه ۳۰ خرداد
نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن میگوید
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
ارسال آییننامه جامع مدیریت دانشگاهها به شورای عالی انقلاب فرهنگی
شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد
مصاحبه دوره دکتری دانشگاه آزاد از امروز آغاز میشود
فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی
پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
ایران به دانش فنی ساخت «مغز مصنوعی» دست یافت
رسالت تداوم نهضت عاشورا و تاریخنگاری زنده سیره تبلیغی امام سجاد(ع)
عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد
راز کندی تنبلها کشف شد
حضور ۱۱ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی کیواس ۲۰۲۷ ؛ دانشگاه تهران در صدر جدول
اگر امام را نشناسیم، غربال خواهیم شد
آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید
توسعه تعاملات دانشگاههای ایران و کشورهای عضو اکو در دستور کار
هوش مصنوعی آنتروپیک شکاف در سیستمهای دولت آمریکا را شناسایی کرد
تل زینبیه به روی بانوان زائر کربلا بازگشایی شد
دستورالعمل فعالیتهای تابستانی مدارس ابلاغ شد
صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل میشوند
آیا خاطرات را میتوانیم بخوریم؟
برگزاری ۵ شب عزاداری در دانشگاه تهران در دهه دوم ماه محرم
زیارت تبلیغاتی صدام در عتبات/ سقوط یک سناریو توسط اسرای ایرانی
فراخوان کسب دانش فنی ساخت یک قطعه مهم در صنایع حساس و راهبردی
شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیسایکس» آغاز شد
جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت
تأثیر پنهان طعمهای محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید
چرا امام حسین (ع) به پا خاست؟
نگاهی به وضعیت معنویت انیمیشن کودکان در سه الگوی، دیزنی، پیکسار و جیبلی
کاروان دانشآموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.