Carnegie Mellon Üniversitesi'nden araştırmacılar, pil dizaynında yeni bir kilometre taşını temsil eden yarı likit bir lityum metal bazlı anot geliştirdi. Bu yeni elektrot çeşidi kullanılarak yapılan lityum piller, daha yüksek kapasiteye sahip ve tipik lityum metal tabanlı pillerden daha inançlı olabilir.
Lityum bazlı piller, yüksek ölçüde kuvvet depolayabilmeleri nedeniyle asrî elektronikte kullanılan en yaygın şarj edilebilir batarya çeşitlerinden biri. Klasik olarak bu piller; yanıcı likit elektrolitlerden, iki elektrottan, bir anot ve bir katottan oluşur ve bunlar bir zarla ayrılır. Bir pil tekrar tekrar şarj edilip boşaldıktan sonra ‘dendrit’ ismi verilen lityum telleri, elektrot yüzeyinde büyüyebilir. Dendritler, iki elektrotu birbirinden ayıran zarı delebilir. Bu, anot ve katot arasında temasa müsaade verir, bu da bataryanın kısa devre yapmasına ve en bed durumda alev almasına neden olabilir.
Mevcut pillerde kullanılan uçucu likit elektrolitlere önerilen çözüm, bunların katı seramik elektrolitler ile değiştirilmesidir. Bu elektrolitler yüksek iletkendir, yanmaz ve dendritlere dayanacak kadar güçlüdür. Bununla birlikte, araştırmacılar, seramik elektrolit ve bir katı lityum anot arasındaki temasın, birden fazla elektronik cihaz için gereken güç ölçüsünü depolamaya ve sağlamaya zayıf olduğunu bulmuşlardır.
Carnegie Mellon'un kimya kısmında doktora mekteplisi olan Sipei Li ve Carnegie Mellon'un materyal bilimi ve mühendisliği kısmında doktora mekteplisi olan Han Wang, yarı likit metal anot olarak kullanılabilecek yeni bir gereç sınıfı oluşturarak bu zayıflığın üstesinden gelebildi.
Li ve Wang, eşit bir biçimde dağılmış olan lityum mikropartikülleri içeren çift iletken bir polimer/karbon kompozit matrisi yarattı. Matris, oda sıcaklığında akıcı halde kalır ve bu, katı elektrolit ile yerinde bir temas seviyesi oluşturulmasını sağlar. Yarı likit metal anotun garnet bazlı bir katı seramik elektrolit ile birleştirilmesi, pili katı elektrolit ve klasik lityum folyo anot içeren pillere nazaran 10 kat daha yüksek akım yoğunluğunda döndürebilir. Bu pil, tıpkı vakitte klâsik pillere nazaran çok daha uzun bir ömre sahip olur.
Araştırmacılar, prosedürlerinin çok geniş kapsamlı tesirlere sahip olabileceğine inanıyor. Örneğin elektrikli araçlar için yüksek kapasiteli piller ve esnek pil gerektiren giyilebilir cihazlarda kullanılacak şahsi piller oluşturmak için kullanılabilir.