Калифорнийският университет прави нова диафрагма на батерията, за да избегне експлозии от прегряване на батерията, като използва мрежи от въглеродни нанотръби

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana

Наноинженерът от Калифорнийския университет в Сан Диего е разработил безопасна функция, която предотвратява бързото загряване и запалване на литиево-металните батерии, когато са късо съединение. Лю Пинг, професор по наноинженерство от Калифорния, Сан Диего, публикува статия в списанието "Advanced Materials", публикувана в списанието "Advanced Materials", представи подробно тяхната работа. Литиево-металните батерии имат голям потенциал за производителност, но е лесно да се провалят в сегашната си форма.

Това се дължи на растежа на структурата на иглата, наречена дендритен кристал, дендритът се образува върху анода след зареждане на батерията и сепараторът може да бъде пробит, а сепараторът се образува между анода и катода. Бариера, забавяща потока на енергия и топлина. Когато това препятствие бъде унищожено и електроните могат да текат по-свободно, те произвеждат повече калории и нещата ще излязат извън контрол, причинявайки прегряване на батерията, повреда, пожар, дори експлозия.

Учените се стремят да решат тези проблеми в литиево-металните батерии по различни начини, като ултразвуковите или специалните защитни слоеве използват ултразвук или специални защитни слоеве, като са само няколко възможности. Екипът е изчистил частта от батерията, наречена диафрагма. Диафрагмата е бариера между положителния електрод и отрицателния електрод, така че когато батерията е къса, енергията, натрупана в батерията (т.е. топлината), тече Забави.

Първият автор на тезата изуми: „Ние не се опитваме да предотвратим повреда на батерията. Ние просто правим батерията по-сигурна, така че когато се повреди, батерията няма да се запали или експлозира. Литиево-метални батерии След многократно зареждане анодът ще се появи в анода.

С течение на времето дендритният растеж е достатъчно дълъг, прониква през диафрагмата, издигайки мост между анода и катода, причинявайки вътрешно късо съединение. Когато това се случи, електронният поток между двата електрода се губи контрол, което кара батерията да прегрее и да спре да работи. Изследователският екип в Калифорнийския университет в Сан Диего е основно облекчен.

Едната страна покрива тънък слой, частично електропроводима мрежа от въглеродни нанотръби, която може да прихване всяко образуване на дендрити. Когато дендритна паста върху диафрагмата и удари мрежата от въглеродни нанотръби, електрониката има канал, който може бавно да се разрежда, а не директно към катода. Гонзалес ще сравни новия сепаратор на батерията с дренажния път на язовира.

Той каза: „Когато язовирът започне да се буферира, ще отворите разлива, ще оставите малко вода да изтече по контролируем начин. По този начин, когато язовирът наистина е децисет, няма много вода, която да причини наводнения. Това е идеята на нашия сепаратор, който значително намалява скоростта на разреждане на заряда, предотвратявайки електронното "наводняване" на катода.

Когато дендритът бъде прихванат от проводящия слой на сепаратора, батерията ще започне да се разрежда, така че когато батерията е къса, няма достатъчно енергия, за да бъде опасна. „Друга изследователска работа на батериите е съсредоточена върху блокиране на проникването на дендрити с достатъчно здрав материал. Но Гонзалес каза, че проблемът с този подход е, че това са само разширени неизбежни резултати.

Тези сепаратори все още се нуждаят от добре, позволявайки на йони да преминат, така че батерията да работи. Следователно, когато дървото най-накрая бъде преминато, късото съединение ще се влоши. При теста литиево-металната батерия, инсталирана в новия сепаратор, показва признаци на постепенен отказ за 20 до 30 цикъла.

В същото време батерията и нормалният (и леко дебел) сепаратор внезапно се повреждат в един цикъл. „В реална сцена няма да имате предварително предупреждение, че батерията е на път да се повреди. Предишната секунда може да е наред, следващата секунда ще се запали или напълно късо.

Това е непредвидимо", каза Гонзалес. „Но с нашия разделител ще бъдете предупредени предварително, ще се влошавате, влошавате се, влошавате се, ставате все повече и повече. „Въпреки че фокусът на това изследване е литиево-металните батерии, изследователите казват, че този сепаратор може да се използва и в литиеви йони и други химични реакции на батерията.

Изследователският екип ще се ангажира да оптимизира търговската употреба на сепаратора. Калифорнийският университет в Сан Диего е подал молба за временен патент за изследването.