اختراق في تكنولوجيا البوليمر بالكهرباء يعزز أداء بطارية الحالة الصلبة

بطاريات ليثيوم أيونتُستخدم على نطاق واسع في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمركبات الكهربائية، ولكنها تواجه تحديات فيما يتعلق بسرعة الشحن ومدى الشحن ومخاطر السلامة. تعتبر بطاريات الحالة الصلبة القائمة على البوليمر اتجاهًا واعدًا للتسويق المبكر بسبب تكلفتها المنخفضة ومرونتها الجيدة وسهولة معالجتها.

في الآونة الأخيرة، أحرز فريق بحث في جامعة فوتشو تقدمًا في مجال إلكتروليتات البوليمر. ومن خلال تطبيق مبدأ الفيزياء الأساسي المتمثل في "المجال الكهربائي المدمج"، أدخل الباحثون أيونات الزنك بالقرب من ذرات الأكسجين في سلاسل البوليمر. أدى هذا إلى تقليل قوة الربط على أيونات الليثيوم، مما أدى إلى إنشاء مسار أقل مقاومة لنقل الأيونات داخل المنحل بالكهرباء.

يعمل هذا التصميم على تقليل حاجز طاقة انتقال أيونات الليثيوم بشكل كبير، مما يحسن بشكل ملحوظ قدرة البطارية على الشحن السريع ودورة الحياة. وأظهرت نتائج الاختبار أن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد التي تستخدم هذه التقنية احتفظت بنسبة 84% من سعتها بعد 5000 دورة شحن وتفريغ بمعدل 2 درجة مئوية. يعد هذا العمل رائدًا في اتباع نهج جديد لتنظيم نقل الأيونات عبر المجالات الفيزيائية، وتوفير الدعم الفني لتطوير بطاريات الحالة الصلبة الأكثر أمانًا والأعلى أداء.