Kehidupan kita hari ini diatur oleh elektronik dalam semua bentuk dan bentuk. Elektronik pula, diatur oleh baterinya. Walau bagaimanapun, bateri litium-ion tradisional (LIB), yang banyak digunakan dalam peranti elektronik, tidak disukai kerana para penyelidik mula melihat bateri logam litium (LMB) sebagai alternatif yang unggul kerana ketumpatan tenaga yang sangat tinggi yang melebihi LIB mengikut urutan magnitud. Perbezaan utama terletak pada pilihan bahan anod: LIB menggunakan grafit, sedangkan LMB menggunakan logam litium.
Pilihan sedemikian, bagaimanapun, datang dengan cabarannya sendiri. Antara yang paling menonjol ialah pembentukan struktur seperti jarum pada permukaan anod litium semasa berbasikal dipanggil 'dendrit' yang cenderung menembusi penghalang antara anod dan katod, menyebabkan litar pintas dan, akibatnya, isu keselamatan. "Pembentukan li dendrit sangat bergantung pada sifat permukaan anod litium. Oleh itu, strategi penting untuk LMB adalah untuk membina antara muka pepejal-elektrolit (SEI) yang cekap pada permukaan litium,” jelas Prof. Yong Min Lee dari Institut Sains Daegu Gyeongbuk dan Teknologi (DGIST), Korea, yang pakar dalam reka bentuk bateri.
Oleh itu, para penyelidik telah meneroka pelbagai strategi, dari kejuruteraan antara muka 2D hingga seni bina lithium anode 3D. Dalam setiap kes, menyelesaikan satu masalah hanya memberi jalan kepada masalah lain. Walau bagaimanapun, pendekatan baru berdasarkan elektrod komposit serbuk logam litium (LMP) berjanji untuk menonjol. Daya tarikan LMP terletak pada bentuk sfera mereka, yang menghasilkan luas permukaan yang lebih tinggi, dan kemudahan ketebalan ketebalan, memungkinkan untuk elektrod yang lebih lebar dan lebih nipis. Walau bagaimanapun, masalah dengan penggunaan LMP masih wujud, seperti kegagalan morfologi yang disebabkan oleh sifat permukaannya yang tidak rata.
Sekarang, dalam kajian baru yang diterbitkan di Bahan Tenaga CanggihDr. Lee, bersama dengan penyelidik dari Korea, menggunakan pendekatan baru di mana mereka melakukan pra-pemasangan LiNO3 ke LMP itu sendiri semasa proses fabrikasi elektrod, memungkinkan mereka membuat elektrod selebar ~ 150 mm dan tebal 20-μm, yang menunjukkan kecekapan coulombic 96%.
Penambahan LiNO3 ke LMP mencapai dua perkara: ia mendorong SEI kaya N yang seragam di permukaan LMP dan menyebabkan penstabilannya yang berterusan berbanding berbasikal yang berpanjangan sebagai LiNO3 dilepaskan terus ke elektrolit. Sebenarnya, LMB dengan LiNO3 LMP pra-tanam (LN-LMP) menunjukkan prestasi berbasikal yang luar biasa, dengan pengekalan kapasiti 87% lebih daripada 450 kitaran, mengatasi sel genap dengan LiNO3-menambah elektrolit.
Prof Lee gembira dengan penemuan ini dan membincangkan kesan praktikalnya. "Kami menjangkakan bahawa penambahan pra-penanaman Li yang menstabilkan ke elektrod LMP akan menjadi batu loncatan ke arah pengkomersialan bateri Li-metal, Li-S, dan Li-air berskala besar dengan tenaga spesifik tinggi dan jangka hayat panjang," dia cakap.
Berkenaan dengan bateri, ia kelihatan seperti litium tidak akan keluar dari fesyen dalam masa terdekat.