تقریبا تمامی دارندگان لپ تاپ یا اسمارتفونها از داستان ضعیف شدن باتری در طول زمان خبر دارند. زمانی که یک دستگاه جدید خریداری میکنید، باتری دستگاه قادر است تمام روز دوام بیاورد، اما پس از یکی دو سال، احتمالا باتری دستگاه شما حتی تا ظهر هم دوام نخواهد آورد. متاسفانه علم در توجیه دلایل کاهش قدرت باتری در طول زمان در چند ساله اخیر ناتوان بوده است. اما امروزه محققان سازمان انرژی ایالات متحده بر این باورند که یکی از مکانیزمهای اصلی در کاهش ظرفیت باتری در طول زمان را کشف کردهاند و با تلاش این دانشمندان، احتمالا باتریها در آینده نزدیک از وجود چنین معضلی رهایی پیدا خواهند کرد.
در باتریهای شارژی لیتویم-یونی، لیتیوم-یون در اصل یک نوع الکترولیت است که همواره بین الکترودها در حال حرکت بوده و همواره موجب چرخش الکترودها در باتری و در نتیجه برقرسانی به دستگاه میشود. ظرفیت باتری هم رابطه مستقیمی با مقدار لیتیوم یونهای در حال حرکت بین الکترودها در زمان شارژگیری و یا شارژدهی دارد. هرچه مقدار این الکترودهای در حال حرکت بیشتر باشد، ظرفیت و دوام باتری نیز بیشتر خواهد بود.
در مطالعهای که اخیرا انجام گرفت، سازمان انرژی آمریکا به این نتیجه رسید که مواد تشکیلدهندهی الکترودهای باتری در طول زمان از بین میروند و موجب پخش شدن یونهای فلزی از جمله منگنز به درون باتری میشوند که در نتیجهی آن، منگنزها در مسیر خلاف جهت جهت الکترودها به حرکت درمیآیند. این اتفاق منجر به یک واکنش سریع و در نهایت گیرافتادن (بیحرکت ماندن) لیتیوم-یونها در درون باتری میشود. به مرور زمان مقدار لیتیوم یونهای گیرافتاده افزایش مییابد و متعاقبا با کاهش مقدار لیتیوم-یونهای فعال در باتری، ظرفیت باتری نیز از مقدار طبیعی و اولیه خود کاهش پیدا میکند.
"دنیل آبراهام" محقق سازمان انرژی و از اعضای فعال در این مطالعه میگوید: "بین مقدار منگنزهای حرکت کننده به سمت آنود و مقدار لیتیومهایی گیرافتاده یک رابطهی کاملا مستقیم وجود دارد. حالا که دلیل اصلی گیرافتادن لیتیوم یونها و کاهش ظرفیت باتری را شناسایی کردهایم، احتمالا به زودی راه حلهای مناسبی برای حل این مشکل پیدا خواهیم کرد."