Emilie Lorditch, Michigan State University

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriLR: Litium-ion batareyada taxta əsaslı separator və litium-ion batareyada tipik plastik ayırıcı. Kredit: Michigan State University/Molly Killingbeck

Telefonlardan tutmuş noutbuklara və elektrik nəqliyyat vasitələrinə qədər hər şeydə istifadə edilən litium-ion batareyalardan istifadə ilə bağlı risklərdən narahat olan istehlakçılar üçün Miçiqan Dövlət Universiteti ağacda tapılan təbii materialın batareyanın təhlükəsizliyini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, batareyanın ömrünü də yaxşılaşdıra biləcəyini aşkar edib.

Mühəndislik Kollecinin dosenti Chengcheng Fang və Kənd Təsərrüfatı və Təbii Sərvətlər Kollecinin dosenti Mojgan Nejad, qısaqapanmanın qarşısını almaq üçün litium-ion batareyaların içərisində istifadə oluna bilən nazik təbəqə ayırıcısı üçün dəstək və sərtlik təmin edən ağacın təbii tərkib hissəsi olan ligninin mühəndisliyi üçün əməkdaşlıq etdilər.

“Biz daha yaxşı batareya yaratmaq istədik” dedi Fang. “Lakin biz həm də onun təhlükəsiz, səmərəli və davamlı olmasını istəyirdik.”

Batareyanın içərisində müsbət yüklü katod və mənfi yüklü anod elektrodları elektrik axınına kömək edir. Bu elektrodları bir-birindən ayrı saxlamaq üçün kommersiya ayırıcı adətən 100°C-yə yaxın temperaturda büzülə bilən polietilen və polipropilen plastik materiallardan hazırlanır. Separatorun mühafizəsi olmadan batareyanın katod və anod tərəfləri təsadüfən qısaqapanmaya və mümkün yanğın və ya partlayışa səbəb ola bilər.

Bunun əksinə olaraq, liqnin əsaslı separatorlar sabit qaldı və 300°C temperaturda ölçüləri kiçik olmadı.

Fang və onun komandası müxtəlif qalınlıqlarda liqnini sınaqdan keçirdi və müəyyən etdi ki, 25 mikrometr ölçüdə olan, insan saçının dörddə birindən daha nazik olan filmlər batareyanın daxili hissəsini sabit saxlamaqda və anod və katodun bir-birinə bağlanmasında ən təsirli olanlardır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=1100001614&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1752046829&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-07-wood-based-material-safety-lifespan.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1752046827716&bpp=20&bdt=231&idt=63&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1752046828%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1752046828%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3D878d521b85743f4c%3AT%3D1751526237%3ART%3D1752046828%3AS%3DAA-AfjZCLruwaFzoQORvGPwXS3Y2&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2632417413818&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1597&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093272%2C95353386%2C95362655%2C95364947%2C95365225%2C95365234%2C95365700%2C31093334%2C95365114%2C95359266%2C95365121%2C95365797%2C95360684&oid=2&pvsid=8517729528595344&tmod=1276705575&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1594

Batareyanın içərisindəki lignin filmindən istifadənin başqa bir faydası var idi: batareyanın içərisində artan sabitlik, eyni zamanda, batareyanın işləmə müddətini artırdı və ya batareyanın neçə dəfə doldurula və istifadə oluna biləcəyinə səbəb oldu.

“Liqnin filminin batareyanın dövriyyə müddətini də yaxşılaşdırdığını görəndə təəccübləndik” dedi Fang. “Biz batareyanın dövriyyə müddətini 60% artırdıq.”

Bu tədqiqatın üçüncü üstünlüyü ekoloji cəhətdən təmizdir. Komanda liqnin separatorlarını aşağı qiymətli quru emal üsulu ilə istehsal edə bildi. Bu o demək idi ki, komanda ənənəvi separator istehsalında geniş istifadə olunan və ətraf mühitə zərər verə bilən zərərli həlledicilərdən istifadə etmədən, tələbat əsasında böyük miqdarda liqnin filmi istehsal edə bildi.

Bu halda, tədqiqatçılar heç bir tullantı və çirklənmə yaratmadan film yaratmaq üçün 100% xammalın çevrilməsini təmin edən liqnin və digər materiallardan istifadə edə bildilər.

“Liqnin, xüsusən də liqnosulfonat təbii olaraq boldur və batareyalarda işləməsi üçün əlavə müalicəyə ehtiyac yoxdur” dedi Fang. “Bu iş batareya materiallarının həm təhlükəsizliyini, həm də istehsal qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün yeni dizayn yolunu nümayiş etdirir.”

Tədqiqat Advanced Materials jurnalında dərc olunub və texnologiya MDU İnnovasiya Mərkəzi vasitəsilə patentini gözləyir.

Daha çox məlumat: Huanhuan Jia və digərləri, Quru Fibrilasiya Metodu ilə Litium-İon Batareyalar üçün Lignin Əsaslı Separatorlar, Qabaqcıl Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adma.202419694

Jurnal məlumatı: Təkmil materiallar Michigan State Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir