کلکتور جریان مسی کامپوزیتی روی فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET) برای باتری لیتیوم یون خودروی برقی

کلکتور جریان مسی کامپوزیتی روی فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET)، روشی برای سبک سازی و ایمن ترکردن باتری های لیتیوم یون خودروهای برقی است. پژوهشگران دانشگاه نورث ایسترن چین با همکاری پژوهشگران دانشگاه صنعتی پکن، دانشگاه ژجیانگ و دانشگاه نانت فرانسه، این روش را ارائه کرده اند که می تواند چگالی انرژی و ایمنی باتری های لیتیوم یون را بهبود دهد. در این روش ترکیبی، با تبخیر در خلا و آبکاری الکتریکی، لایه ای نازک از مس تنها در ۰٫۳۸ ثانیه روی فیلم اقتصادی پلی اتیلن ترفتالات (PET) نشانده می شود؛ فیلمی پلیمری که جایگزین ورق مس خالص در کلکتور جریان باتری می شود.

کلکتور جریان لایه ای است که جریان الکتریکی را از الکترود باتری به مدار خارجی منتقل می کند. در باتری های رایج، این لایه از ورق مس خالص ساخته می شود که سنگین و پرهزینه است و بخش بزرگی از وزن الکترود را تشکیل می دهد. جایگزینی آن با فیلم پلیمری سبک، وزن باتری را کاهش می دهد و ظرفیت ویژه کل الکترود را افزایش می دهد. بر پایه نتایج مقاله، الکترود گرافیتی ساخته شده با این کلکتور کامپوزیتی، در مقایسه با ورق مس خالص ۴٫۵ میکرومتری و در چگالی سطحی ۶٫۵ میلی آمپرساعت بر سانتی متر مربع، بیش از ۱۱ درصد افزایش ظرفیت ویژه کل الکترود را نشان داد.

پژوهشگران این بهبود را به معنای امکان افزایش برد خودروی برقی می دانند. برآورد مقاله همچنین نشان می دهد که استفاده گسترده از این کلکتور می تواند در تولید باتری های لیتیوم یون در سال ۲۰۲۵، بین ۱۹٫۴۴ تا ۲۲٫۲۸ گیگاوات ساعت صرفه جویی انرژی به همراه داشته باشد. افزون بر این، ارزیابی چرخه حیات انجام شده در این پژوهش، کاهش ردپای کربن و صرفه جویی چشمگیر در مصرف جهانی مس را نشان می دهد و مقاله سازوکار ایمنی ذاتی این کلکتور کامپوزیتی را نیز تشریح کرده است.

باید توجه داشت که این نتایج در مقیاس آزمایشگاهی به دست آمده اند و افزایش برد خودرو و صرفه جویی انرژی، امکان بالقوه و برآورد بر پایه نتایج آزمایشگاهی اند، نه نتیجه آزمون در خودروی واقعی. با این حال، سرعت بالای فرایند ساخت، یعنی کمتر از یک ثانیه برای فلزدهی، می تواند یکی از مانع های مهم تولید انبوه این کلکتورها را کاهش دهد و مسیر ساخت باتری های لیتیوم یون پایدارتر و ایمن تر را هموار کند.

منبع: لو و همکاران، «Vacuum Evaporation Enabled Economical and Eco-Friendly Composite Copper Current Collectors»، مجله Communications Engineering (از مجموعه نیچر)، ۷ نوامبر ۲۰۲۶، https://doi.org/10.1038/s44172-026-00798-y

مرضیه رهنورد آهن