پیشرفت باتری پتاسیم بدون دندریت ارائه دهنده 2000 ساعت چرخه
یک پیشرفت جدید در باتری‌های فلزی پتاسیم باعث افزایش ایمنی و عملکرد شده است. این توسعه آند را تثبیت می‌کند که برای بهبود ایمنی و کارایی باتری ضروری است و ممکن است به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی کارآمدتر و قابل‌اعتمادتر منجر شود.
باتری‌های فلزی پتاسیم (PMBها) به عنوان جایگزین کم‌هزینه برای باتری‌های لیتیوم‌یونی به دلیل فراوانی پتاسیم و خواص شیمیایی مشابه آن توجهات را جلب کرده‌اند. با این حال، مشکلاتی مانند رشد غیرقابل‌کنترل دندریت و ناپایداری سطحی عملکرد و ایمنی PMBها را مختل می‌کنند. رفع این مسائل برای تثبیت رابط آند و جلوگیری از تشکیل دندریت ضروری است.
رویکرد نوآورانه منجر به بهبود عملکرد الکتروشیمیایی می‌شود
اکنون، محققان از دانشگاه شمال شرقی و همکارانشان یک رویکرد جدید برای ساختن یک لایه هیبریدی غنی از KF/Zn بر روی فلز پتاسیم معرفی کرده‌اند. این رابط نوآورانه دینامیک حمل‌ونقل یون و الکترون را بهبود می‌بخشد و منجر به آندی با عملکرد الکتروشیمیایی و پایداری بیش از 2000 ساعت چرخه می‌شود.
این تیم با استفاده از تکنیک پیش‌خیس کردن واکنشی، لایه هیبرید KF/Zn را بر روی آند‌های فلزی پتاسیم توسعه داده است که پایداری و کارایی باتری را بهبود می‌بخشد.
پتاسیم فلورید (KF) از رشد دندریت جلوگیری می‌کند، در حالی که نانوکریستال‌های روی (Zn) رسانایی و حمل‌ونقل یون را افزایش می‌دهند. این رابط دو لایه آند را تثبیت کرده و جریان یکنواخت یون و الکترون را برای عملکرد بهتر طولانی‌مدت امکان‌پذیر می‌سازد.
این مطالعه نشان داد که باتری‌های با آند KF/Zn@K بیش از 2000 ساعت چرخه پایداری با نوسان ولتاژ کم و بدون دندریت دارند. سلول‌های کامل باتری با این آند ظرفیت بالای 61.6 mAh/g در 5 C را برای بیش از 3000 چرخه به دست آوردند که گامی مهم به سوی باتری‌های فلزی پتاسیم با ایمنی بالا و عملکرد بالا برای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ است.
طراحی رابط هیبریدی عملکرد و ایمنی باتری فلزی پتاسیم را افزایش می‌دهد
به گفته دکتر ون-بین لوئو، محقق اصلی، تحقیق آن‌ها راه حل مستقیم اما مؤثر برای مشکل دنباله‌گیر دندریت در باتری‌های فلزی پتاسیم ارائه می‌دهد.
با طراحی یک لایه هیبریدی که توازن حمل‌ونقل یون و الکترون را برقرار می‌کند، این تیم عملکرد باتری را افزایش داده و بهبود ایمنی قابل توجهی را به ارمغان می‌آورد، که باتری‌های فلزی پتاسیم را برای کاربردهای گسترده ذخیره‌سازی انرژی کارآمدتر می‌کند.
علاوه بر این، معرفی یک آند فلزی پتاسیم بدون دندریت امکان‌پذیری‌های جدیدی برای باتری‌های فلزی پتاسیم (PMBها) ایمن‌تر و قابل‌اعتمادتر باز می‌کند که می‌تواند نقش مهمی در سیستم‌های بزرگ ذخیره‌سازی انرژی ایفا کند.
این پیشرفت همچنین به چالش‌های مهم ایمنی پرداخته و روشی مقیاس‌پذیر برای بهبود چگالی انرژی و عمر مفید باتری‌های آینده ارائه می‌دهد، که ممکن است چشم‌انداز تکنولوژی‌های ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر را تغییر دهد.
