ชีวิตของเราทุกวันนี้ถูกควบคุมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในทุกรูปแบบและทุกรูปแบบ ในทางกลับกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกควบคุมโดยแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) แบบดั้งเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กลับไม่ได้รับความนิยม เนื่องจากนักวิจัยเริ่มมองว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล (LMB) เป็นทางเลือกที่ดีกว่าเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงอย่างน่าทึ่งซึ่งเกิน LIB ตามลำดับความสำคัญ ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่การเลือกวัสดุขั้วบวก: LIB ใช้กราไฟท์ ในขณะที่ LMB ใช้โลหะลิเธียม
อย่างไรก็ตาม ทางเลือกดังกล่าวมาพร้อมกับความท้าทายในตัวมันเอง สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือการก่อตัวของโครงสร้างคล้ายเข็มบนพื้นผิวลิเธียมแอโนดในระหว่างการปั่นจักรยานที่เรียกว่า 'เดนไดรต์' ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเจาะทะลุสิ่งกีดขวางระหว่างแอโนดและแคโทด ทำให้เกิดการลัดวงจร และส่งผลให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย “การก่อตัวของ Li dendrite ขึ้นอยู่กับลักษณะพื้นผิวของขั้วบวกลิเธียมอย่างมาก ดังนั้นกลยุทธ์ที่สำคัญสำหรับ LMB ก็คือการสร้างส่วนต่อประสานโซลิด-อิเล็กโทรไลต์ (SEI) ที่มีประสิทธิภาพที่พื้นผิวลิเธียม” ศาสตราจารย์ Yong Min Lee จากสถาบันวิทยาศาสตร์ Daegu Gyeongbuk อธิบายและอธิบาย เทคโนโลยี (DGIST) ประเทศเกาหลี ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการออกแบบแบตเตอรี่
ดังนั้น นักวิจัยได้สำรวจกลยุทธ์ที่หลากหลาย ตั้งแต่วิศวกรรมอินเทอร์เฟซ 2 มิติไปจนถึงสถาปัตยกรรมลิเธียมแอโนด 3 มิติ ในแต่ละกรณี การแก้ปัญหาหนึ่งได้เพียงให้วิธีการอื่น อย่างไรก็ตาม แนวทางใหม่ที่ใช้อิเล็กโทรดผสมลิเธียมโลหะผง (LMP) จะมีความโดดเด่น ความน่าดึงดูดใจของ LMP อยู่ในรูปทรงกลม ซึ่งส่งผลให้พื้นที่ผิวสูงขึ้น และปรับความหนาได้ง่าย ทำให้อิเล็กโทรดกว้างและบางลง อย่างไรก็ตาม ปัญหาการใช้ LMP ยังคงมีอยู่ เช่น ความล้มเหลวทางสัณฐานวิทยาที่เกิดจากลักษณะโดยธรรมชาติของพื้นผิวที่ไม่เรียบ
ตอนนี้ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน วัสดุพลังงานขั้นสูง, ดร. ลี พร้อมด้วยนักวิจัยจากเกาหลี ได้นำแนวทางใหม่มาใช้ในการปลูก LiNO3 ล่วงหน้าให้กับ LMP ในระหว่างกระบวนการผลิตอิเล็กโทรด ทำให้พวกเขาสามารถผลิตอิเล็กโทรดที่มีความกว้างประมาณ 150 มม. และหนา 20 ไมโครเมตร ซึ่งแสดงประสิทธิภาพคูลอมบิก 96%
การเพิ่ม LiNO3 ลงใน LMP ทำให้เกิดผลสำเร็จสองประการ: ทำให้เกิด SEI ที่อุดมด้วย N ที่สม่ำเสมอบนพื้นผิว LMP และทำให้เกิดความเสถียรที่ยั่งยืนผ่านการปั่นจักรยานเป็นเวลานานเป็น LiNO3 ถูกปล่อยเข้าสู่อิเล็กโทรไลต์อย่างต่อเนื่อง อันที่จริง LMB กับ LiNO3 LMP ที่ปลูกไว้ล่วงหน้า (LN-LMP) แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการปั่นจักรยานที่โดดเด่น โดยสามารถคงความจุไว้ได้ 87% ใน 450 รอบ ซึ่งเหนือกว่าเซลล์ที่มี LiNO3- เพิ่มอิเล็กโทรไลต์
ศ.ลีรู้สึกตื่นเต้นกับการค้นพบนี้และพูดถึงการแตกสาขาในเชิงปฏิบัติ “เราคาดว่าสารเติมแต่ง Li ที่ปลูกไว้ล่วงหน้าในอิเล็กโทรด LMP จะเป็นก้าวสำคัญในการนำแบตเตอรี่ Li-metal, Li-S และ Li-air ขนาดใหญ่ที่มีพลังงานจำเพาะสูงและอายุการใช้งานยาวนาน” เขาพูดว่า.
เกี่ยวกับแบตเตอรี่ดูเหมือนว่า ลิเธียม จะไม่ตกเทรนด์ในเร็ว ๆ นี้