Каліфарнійскі ўніверсітэт вырабляе новую мембрану батарэі, каб пазбегнуць выбухаў ад перагрэву батарэі з дапамогай сетак з вугляродных нанатрубак

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Нанаінжынер Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Дыега распрацаваў бяспечную функцыю, якая прадухіляе хуткае награванне і ўзгаранне металічных літый-батарэяў пры кароткім замыканні. Лю Пін, прафесар нанаінжынерыі з Каліфорніі, Сан-Дыега, апублікаваў артыкул у часопісе "Advanced Materials", апублікаваны ў часопісе "Advanced Materials", падрабязна прадставіў іх працу. Літый-металічныя батарэі маюць вялікі патэнцыял у прадукцыйнасці, але ў цяперашнім выглядзе лёгка выйсці з ладу.

Гэта адбываецца з-за росту ігольчастай структуры, званай дендрытнымі крышталямі, дендрыматура ўтвараецца на анодзе пасля зарадкі акумулятара, і сепаратар можа быць прабіты, і сепаратар утвараецца паміж анодам і катодам. Бар&39;ер, які запавольвае паток энергіі і цяпла. Калі гэтая перашкода разбурана і электроны могуць цячы больш свабодна, яны вырабляюць больш калорый, і ўсё выйдзе з-пад кантролю, што прывядзе да перагрэву батарэі, выхаду з ладу, пажару і нават выбуху.

Навукоўцы спрабуюць вырашыць гэтыя праблемы ў літый-металічных батарэях рознымі спосабамі, дзе ультрагукавыя або спецыяльныя ахоўныя пласты выкарыстоўваюць ультрагук або спецыяльныя ахоўныя пласты, але гэта толькі некалькі магчымасцей. Каманда ачысціла частку батарэі, якая называецца дыяфрагмай. Дыяфрагма з&39;яўляецца бар&39;ерам паміж станоўчым і адмоўным электродамі, так што, калі батарэя разраджана, энергія, назапашаная ў батарэі (гэта значыць цяпло), цячэ Запаволенне.

Першы аўтар дысертацыі ашаламіў: «Мы не стараемся прадухіліць выхад батарэі з ладу. Мы проста робім акумулятар больш бяспечным, таму, калі ён выйдзе з ладу, акумулятар не загарыцца і не выбухне. Літый-металічныя батарэі Пасля шматразовай зарадкі анод з&39;явіцца ў анодзе.

З часам дендрытныя разрастанне дастаткова доўга, пранікаючы ў дыяфрагму, падымаючы перамычку паміж анодам і катодам, выклікаючы ўнутранае кароткае замыканне. Калі гэта адбываецца, паток электронаў паміж двума электродамі губляе кантроль, у выніку чаго батарэя пераграваецца і перастае працаваць. Даследчая група Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Дыега ў асноўным палягчае.

Адзін бок пакрывае тонкі пласт, часткова электраправоднай сеткі вугляродных нанотрубок, які можа перахапіць любое адукацыю дендрытаў. Калі дендрытная паста дыяфрагмы трапляе на сетку вугляродных нанатрубак, у электронікі з&39;яўляецца канал, які можа павольна разраджацца, а не непасрэдна да катода. Гансалес параўнае новы акумулятарны сепаратар з дрэнажнай дарожкай на плаціне.

Ён сказаў: "Калі плаціна пачне быць буфернай, вы адкрыеце разліў, дазволіце некаторай колькасці вады выцячы кантраляваным чынам. Такім чынам, калі плаціна сапраўды дэцысетная, вады, якая можа выклікаць паводкі, не так шмат. Гэта ідэя нашага сепаратара, які значна зніжае хуткасць разраду зарада, прадухіляючы электроннае «заліванне» на катод.

Калі дендрыт перахопліваецца токаправодным пластом сепаратара, акумулятар пачынае разраджацца, таму, калі акумулятар кароткі, энергіі недастаткова, каб быць небяспечным. «Іншыя даследаванні батарэі сканцэнтраваны на блакаванні пранікнення дендрытаў з дапамогай дастаткова трывалага матэрыялу. Але Гансалес сказаў, што праблема гэтага падыходу заключаецца ў тым, што ён дае толькі пашыраныя непазбежныя вынікі.

Гэтыя сепаратары яшчэ патрэбныя добра, прапускаючы іёны, каб акумулятар працаваў. Такім чынам, калі дрэва нарэшце пройдзена, кароткае замыканне пагоршыцца. Падчас выпрабаванняў літый-металічная батарэя, усталяваная ў новым сепаратары, дэманструе прыкметы паступовага выхаду з ладу праз 20-30 цыклаў.

У той жа час батарэя і звычайны (і трохі тоўсты) сепаратар раптоўна выходзяць з ладу за адзін цыкл. «У рэальнай сцэне ў вас не будзе папярэдняга папярэджання аб тым, што батарэя вось-вось выйдзе з ладу. Папярэдняя секунда можа быць у парадку, у наступную секунду адбудзецца ўзгаранне або поўнае кароткае замыканне.

Гэта непрадказальна ", - сказаў Гансалес. «Але з нашым сепаратарам вы будзеце папярэджаны загадзя, пагаршаецца, пагаршаецца, пагаршаецца, становіцца ўсё больш і больш. «Хоць у цэнтры ўвагі гэтага даследавання ляжаць літый-металічныя батарэі, даследчыкі кажуць, што гэты сепаратар таксама можна выкарыстоўваць у іёнах літыя і іншых хімічных рэакцыях батарэі.

Даследчая група будзе імкнуцца да аптымізацыі камерцыйнага выкарыстання сепаратара. Каліфарнійскі ўніверсітэт у Сан-Дыега падаў заяўку на атрыманне часовага патэнта на даследаванне.