Επίλυση πιθανών λύσεων για την ανάπτυξη δενδριδίων της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας ιόντων λιθίου

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Zentral elektriko eramangarrien hornitzailea

Η ερευνητική ομάδα του Αναπληρωτή Καθηγητή του Πανεπιστημίου του Ντέιβις, Καλιφόρνια, δημοσίευσε μια νέα εργασία στο "Science Progress", προτείνοντας μια πιθανή λύση για την επίλυση δενδριτών επαναφορτιζόμενων μπαταριών λιθίου. Η ομάδα WAN αποδεικνύει ότι τα ιόντα που ρέουν κοντά στην κάθοδο μπορεί να επεκτείνουν την ασφάλεια και τη διάρκεια ζωής αυτών των επαναφορτιζόμενων μπαταριών επόμενης γενιάς. Η μπαταρία λιθίου χρησιμοποιεί μέταλλο λιθίου ως άνοδο.

Αυτές οι μπαταρίες έχουν υψηλή πυκνότητα φόρτισης και μπορεί να διπλασιαστούν, αλλά η ασφάλεια είναι μεγάλο πρόβλημα. Όταν φορτιστούν, ορισμένα ιόντα θα αναχθούν σε ένα μέταλλο λιθίου στην επιφάνεια της επιφάνειας της καθόδου και θα σχηματίσουν μια ακανόνιστη μικροδομή δέντρων, που ονομάζεται δενδριτική, η οποία μπορεί τελικά να οδηγήσει σε βραχυκύκλωμα ή ακόμα και έκρηξη. Θεωρητικά, η ανάπτυξη των δενδριτικών κρυστάλλων προκαλείται από τον ανταγωνισμό ποιοτικής παροχής και ιόντων λιθίου κοντά στην επιφάνεια της καθόδου.

Όταν η ταχύτητα αναγωγής του ιόντος είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα μεταφοράς μάζας, παράγει ένα ουδέτερο κενό ηλεκτρονίων που δεν περιέχει ιόντα κοντά στην κάθοδο, που ονομάζεται στρώμα χωρικού φορτίου. Πιστεύεται ότι η αστάθεια αυτού του στρώματος μπορεί να προκαλέσει ανάπτυξη δενδριτών, επομένως η μείωση ή η εξάλειψή του μπορεί να μειώσει την ανάπτυξη των δενδριτών, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Οι μπαταρίες λιθίου μπορούν εύκολα να παράγουν μεταλλικούς δενδρίτες, οι οποίοι μπορεί να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα ή έκρηξη της μπαταρίας.

Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Davis δείχνουν ότι τα σφάλματα ιόντων κοντά στην κάθοδο μπορούν να αποτρέψουν αυτό το πρόβλημα. Σε αυτό το σχήμα, ο ρυθμός ροής του αυξημένου ηλεκτροδίου μπορεί να μειώσει την ανάπτυξη δενδριτικών κρυστάλλων στην επιφάνεια. Η ιδέα της αποξείδωσης που μειώνεται κατά 99% του WAN είναι να κάνει τα ιόντα να ρέουν μέσω των καθόδων στο μικρορευστικό κανάλι για να αποκατασταθούν τα φορτία και να καλυφθεί αυτό το κενό.

Η ομάδα περιγράφει την εννοιολογική της δοκιμή επαλήθευσης στο έγγραφο, διαπίστωσε ότι αυτό το ρεύμα ιόντων μπορεί να μειώσει την ανάπτυξη των δενδριτών κατά 99%. Για το WAN, αυτή η μελέτη είναι συναρπαστική, επειδή υποδεικνύει την αποτελεσματικότητα της χρήσης μικρορευστοποιημένης τεχνολογίας σε ζητήματα που σχετίζονται με τις μπαταρίες και άνοιξε το δρόμο για μελλοντική έρευνα στο πεδίο. Είπε: «Μέσω αυτής της βασικής έρευνας και της μικρορευστοποιητικής μεθόδου, μπορούμε να ποσοτικοποιήσουμε τις επιπτώσεις της ροής στους δενδρίτες.

"" Δεν υπάρχουν πολλές ερευνητικές ομάδες για να το μελετήσουν αυτό. ". «Αν και είναι αδύνατο να ενσωματωθεί μικρορευστό σε πραγματικές μπαταρίες, η ομάδα WAN αναζητά άλλες μεθόδους για να εφαρμόσει τη βασική αρχή αυτής της μελέτης και να εισάγει τοπική ροή κοντά στην επιφάνεια της καθόδου για να αντισταθμίσει τα κατιόντα και να εξαλείψει τα στρώματα χωρικού φορτίου.

Είπε: «Είμαστε πολύ χαρούμενοι που εξερευνούμε τη νέα μας εφαρμογή. «Σχεδιάζουμε την επιφάνεια της καθόδου για να εισάγουμε τη μεταφορά. ".