مترجم:علي طالبي
اينگونه به نظر مي‌رسد که باتري‌ها در هر سايز و شکلي که شما تصور مي‌کنيد وجود دارند اما کوچکتر و نازک‌تر شدن وسايل الکترونيکي بدون کاهش قدرت و انرژي مورد نياز، مهندسان را با چالشي براي طراحي باتري‌هايي که مي‌توانند در فضاهاي کوچکتر (بدون لطمه خوردن به کارايي) قرار گيرند، روبه‌رو کرده است.
به تازگي پس از آزمايش‌هاي متعدد محققان تکنيک‌هاي غيرسنتي‌اي براي ايجاد يک راه‌حل احتمالي ( باتري 3D يون ليتيومي در فضاي يکصد دانه نمک) استفاده کرده‌اند. بروس دان، نويسنده، محقق و استاد علوم و مهندسي دانشگاه ( UCLA) مي‌گويد:« براي سنسورهاي کوچک، شما نياز به طراحي مجدد باتري داريد. اين چيزي است که يک باتري 3D توليد مي‌کند. ما مي‌توانيم از پردازش نيمه‌هادي و الکتروليت همگرا استفاده کنيم تا با نيازهاي وسايل کوچک متصل به اينترنت سازگار باشد. حتي خلاقانه‌ترين باتري‌هاي دوبعدي نيز در شکلي که مي‌توانند داشته باشند محدود هستند. از سوي ديگر، در اصل روش‌هاي بيشماري براي ساخت يک آند 3D و يک کاتد 3D که با يکديگر مثل قطعات پازل چفت مي‌شوند، وجود دارد. چيزي که به وسيله محققان تنظيم شده است، طراحي «لوله کانستريک » نام دارد. در اين طراحي مجموعه‌اي از فضاهاي مساوي به صورت يکنواخت با لايه نازکي از يک الکتروليت پليمر با قابليت چاپ عکس پوشش داده شده‌اند و منطقه بين فضاها با مواد کاتد پر شده است. با وجود اين سادگي ظاهري، بسياري از محققان تنها توانستند نيمي از باتري3D را بسازند. آنها آندها و کاتدهايي را ساختند که پايدار هستند، اما زماني که سعي کردند اين الکتروليت‌ها را در يک باتري کاربردي سوار کنند، شکست خوردند. در ضمن، تقريباً تمامي باتري‌هاي سه بعدي‌اي که ساخته شدند به صورت چشمگيري از انواع دوبعدي معمولي بهتر نبودند. محققان براي تکميل باتري، لايه نازکي از الکتروليت را به ساختار سيليکون وارد کردند و در مواد استاندارد کاتد يون ليتيوم ريختند. آنها از آن به عنوان يک قالب براي اطمينان از اينکه دو قسمت با يکديگر به خوبي جفت شده‌اند، استفاده کردند. باتري حاصل به چگالي انرژي 2/5 ميلي‌وات ساعت در هر سانتي‌متر مربع (بالاترين ميزان گزارش شده براي باتري3D) دست يافت، در حالي که حداکثر ميزان 09/0 سانتي متر مربع را اشغال کرده است و باقيمانده 100 چرخه شارژ و تخليه آن را دارد. در ادامه محققان هشدار مي‌دهند که اين باتري 3D خاص هنوز به حداکثر پتانسيلش نرسيده است. او اميدوار است به همراه تيمش بتوانند چگالي انرژي را با تنظيم بيشتر قطعات و مونتاژ باتري افزايش دهند. يکي ديگر از چالش‌ها در خصوص باتري‌ها هميشه بسته‌بندي آنها بوده است. شما بايد آنها را بسته‌بندي کنيد، کوچک نگه داريد و مطمئن باشيد که در دنياي واقعي نيز مثل جعبه‌شان به خوبي کار ميکنند.
منبع: AP
