Florida Eyalet Üniversitesi Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı'nda yapılan bir atılım, kısa devrelere ve arızalara yol açan önemli bir neden olan katı hal bataryalardaki dendrit oluşumunun mekanizmasını ortaya çıkarıyor. Profesör Yan-Yan Hu liderliğindeki araştırma, *Nature Materials* dergisinde yayınlandı ve bu olguya dair benzeri görülmemiş bir içgörü sağlıyor.
Araştırmacılar, özel olarak üretilmiş bir prob ve MagLab'ın manyetik rezonans görüntüleme (MRG) sistemini kullanarak batarya şarj ve deşarj döngüleri sırasında dendrit büyümesini görselleştirdi. Sıvılar yerine katı elektrolitler kullanan katı hal bataryalar, geleneksel lityum iyon bataryalara kıyasla daha yüksek enerji yoğunluğu ve gelişmiş güvenlik vaat ediyor. Ancak, metalik lityum iğnelerinin büyüdüğü ve bataryayı kısa devre yaptığı dendrit oluşumu, gelişimlerini engelledi.
Ekip, dendritlerin hem elektrot-elektrolit arayüzünde hem de katı elektrolitin kendisinde oluştuğunu keşfetti. Bu iğneler daha sonra dallanıp bağlanarak batarya arızasına yol açıyor. Başyazarlardan biri olan lisansüstü öğrencisi Yudan Chen, "Artık bu dendritlerin nasıl oluşabileceği, büyüyebileceği ve gelişebileceği konusunda kapsamlı bir anlayışa sahibiz," dedi.
MagLab'ın MRG programı direktörü Profesör Sam Grant, lityum analizinde yüksek alanlı mıknatısların rolünü vurgulayarak, daha düşük alanlarda erişilemeyen görüntüleme olanağı sağladığını belirtti. Bulgular, elektrikli araçlar, tıbbi cihazlar ve yenilenebilir enerji sistemleri için daha güvenilir katı hal bataryalar tasarlamanın yolunu sunuyor. Gelecekteki araştırmalar, malzeme modifikasyonları ve arayüz yeniden mühendisliği yoluyla dendrit birikimini önlemeye odaklanacak ve manyetik rezonans teknikleri bir değerlendirme araç seti olarak hizmet edecek.