توسعه آندهای مبتنی بر سیلیکون مورد استفاده در باتری¬های لیتیوم-یون: چالش¬ها و پیشرفت¬ها

Abstract

باتری¬های حالت جامد، به دلیل چگالی انرژی بالا و ایمنی ذاتی نسبت به باتری¬های لیتیوم یون به شدت مورد توجه قرارگرفته اند. همچنین استفاده از آندهای سیلیکونی در این سامانه¬ها به دلیل داشتن ظرفیت تئوری بالا، پتانسیل الکترودی پایین، دوست¬دار محیط¬زیست، منابع طبیعی انبوه و ارزان قیمت¬بودن مناسب می¬باشند. با این وجود، آند سیلیکونی با چالش¬هایی از جمله تغییر حجم زیاد، هدایت الکتریکی پایین و لایه SEI ناپایدار مواجه است. الکترولیت¬های جامد نقشی مهم و اساسی باتری های حالت جامد حاوی آند سیلیکونی ایفا می‌کنند. شناخت ویژگی‌های الکترولیت‌ها به منظور بهینه سازی و بهره‌گیری از آن¬ها حیاتی است. در این مقاله مروری به بررسی چالش‌های پیش روی باتری¬های حالت جامد پرداخته و رویکردهای مورد استفاده برای مقابله و اصلاح آن¬ها آورده شده است. همچنین انواع الکترولیت¬های حالت جامد، مزایا و معایب آن¬ها مورد بررسی قرار گرفته شده و استراتژی¬های بکار رفته به منظور بهینه¬سازی آنها ذکر شده است.