درس فريق من الباحثين بقيادة الجامعة التقنية في مدينة ميونيخ الألمانية، عمل البطاريات من الداخل خلال عمليتي الشحن وتفريغ الشحن، ليصلوا إلى تطوير تقنية تحقق نتائج مثالية وتوفر شحن البطاريات الكهربائية بكفاءة.

وخلال عملية شحن السيارة الكهربائية، عادة، يتحرك مؤشر الشحن بسرعة في البداية، ثم تصبح أبطأ في نهاية الشحن.

وفسر الدكتور أناتولي سينيشين من جامعة ميونيخ الألمانية، الأمر بأنه ”يشبه وضع أغراض في خزانة، فترتيبها يكون سهلا في البداية، ثم تصبح أصعب كلما امتلأت الخزانة أكثر"؛ وفقا لموقع ”تك إكسبلور".

ومع أن الباحثين والتقنيين يعرفون بنية البطارية من الداخل قبل عملية الشحن وبعدها، إلا أن الفريق راقب للمرة الأولى توزيع الليثيوم في البطارية خلال عملية الشحن الكامل وتفريغ الشحن، باستخدام مقياس الديفراكتوميتر، ثم تحققوا من القياسات التي أجروها.

وأشار الباحثون، إلى أن أيونات الليثيوم تتحرك من القطب الموجب إلى السالب خلال الشحن، وبحركة معاكسة خلال تفريغ الشحن، ووجدوا أن تركيز الليثيوم يتغير خلال الشحن.

وقال سينيشين ”عند غياب التوزيع المتساوي لليثيوم في البطارية، لا تنتقل أيونات الليثيوم بفاعلية بين القطبين، بسبب وجود مناطق مليئة به أو خالية منه، في حين أن توزيع الليثيوم بالتساوي يحسن الأداء".

ونجح الباحثون، بالتقاط صور عالية الدقة للتوزع غير المتساوي لليثيوم في البطارية، في محاولة لفهم حالة البطارية بالكامل.

وعملوا على دراسة أجزاء البطارية الواحد تلو الآخر، ثم جمعوا الصور الملتقطة لكل جزء مع بعضها ليشكلوا صورة كاملة.

وبمساعدة مؤسسات علمية ألمانية عدة، تمكن الفريق البحثي من الوصول لقياسات ميكرومترية من أجزاء البطارية.

واكتشف الباحثون أن الليثيوم لا يكون موزعا بالتساوي في طبقات البطارية فحسب، بل بشكل عمودي على الطبقات أيضا.

ويمكن أن تساعد النتائج التي لاحظها الباحثون في تطوير بطاريات طويلة الأمد قابلة لإعادة الشحن، وبشكل خاص في محاولات استخدامها في السيارات الكهربائية.

وأشار الباحثون، إلى أن توزع الليثيوم من الممكن أن يؤثر في خواص البطارية المتعددة، ”وعندما نستطيع التحكم بتوزيع الليثيوم، سنكون قادرين على رفع أداء البطاريات إلى مستوى متميز في المستقبل". وكالات ..