حقق فريق بحثي مشترك بين المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) وشركة LG Energy Solution تقدماً جديداً في مجال تقنية بطاريات الليثيوم المعدنية. يقود الفريق الأستاذ كيم هي تاك من قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية، وقد نُشرت نتائج البحث مؤخراً في مجلة Nature Energy.

تُعتبر بطاريات الليثيوم المعدنية مرشحة محتملة لتشغيل الجيل القادم من السيارات الكهربائية بفضل كثافة طاقتها العالية، لكن تطبيقها كان مقيدًا لفترة طويلة بسبب مشكلة الدندريت. الدندريت هي بلورات شجرية تتشكل على سطح أنود الليثيوم المعدني أثناء الشحن والتفريغ، وقد تؤثر على سلامة البطارية وعمرها الدوري. طور الفريق إلكتروليتاً سائلاً جديداً قادرًا على تثبيط تكون الدندريت بفعالية، مما يحسن أداء البطارية.

يستخدم الإلكتروليت هيكلاً أنيونياً خاصاً يقلل من عدم التجانس في ارتباط أيونات الليثيوم، ويحسن استقرار واجهة الإلكترود. حتى في ظروف الشحن السريع، يمكنه التحكم في نمو الدندريت، مما يتيح للبطارية شحنة واحدة تدعم مدى يصل إلى 800 كيلومتر، وعمر استخدام يتجاوز 300,000 كيلومتر، مع وقت شحن ينخفض إلى 12 دقيقة.

قال المدير التنفيذي للتكنولوجيا في LG Energy Solution، جي يونغ كيم (Je-Young Kim): "حققنا عدة نتائج من خلال تعاوننا مع KAIST عبر مختبر البحث المتقدم لمدة أربع سنوات متواصلة. سنواصل تعميق التعاون بين الصناعة والأكاديميا والبحث لمعالجة تحديات تقنيات البطاريات للجيل القادم."

أشار الأستاذ كيم هي تاك إلى أن: "هذا البحث يبدأ من آلية هيكل الواجهة، ويوفر مساراً جديداً لمواجهة التحديات التقنية لبطاريات الليثيوم المعدنية، مما يزيل أحد العوائق الرئيسية أمام تطبيقها في السيارات الكهربائية."

يوفر البحث أساساً تجريبياً واستراتيجيات مواد لتطوير بطاريات عالية كثافة الطاقة، مما يساعد على دفع تطبيق بطاريات الليثيوم المعدنية في مجال السيارات الكهربائية.