Resolver posibles soluciones para el crecimiento de dendríticos de baterías de iones de litio recargables

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El equipo de investigación del profesor adjunto de la Universidad de Davis, California, publicó un nuevo artículo en "Science Progress", proponiendo una posible solución para resolver las dendritas de las baterías de litio recargables. El equipo de WAN demuestra que los iones que fluyen cerca del cátodo pueden ampliar la seguridad y la vida útil de estas baterías recargables de próxima generación. La batería de metal de litio utiliza metal de litio como ánodo.

Estas baterías tienen altas densidades de carga y pueden duplicarse, pero la seguridad es un gran problema. Cuando se cargan, algunos iones se reducen a litio metálico en la superficie del cátodo y forman una microestructura irregular en forma de árbol, llamada dendrítica, que eventualmente puede provocar cortocircuitos o incluso explosiones. En teoría, el crecimiento de los cristales dendríticos es causado por la competencia entre la calidad de suministro y los iones de litio cerca de la superficie del cátodo.

Cuando la velocidad de reducción del ion es más rápida que la velocidad de transferencia de masa, se produce un espacio neutro de electrones que no contiene iones cerca del cátodo, llamado capa de carga espacial. Se cree que la inestabilidad de esta capa puede provocar el crecimiento de dendritas, por lo que reducirla o eliminarla puede reducir el crecimiento de las dendritas, alargando así la vida útil de la batería. Las baterías de metal de litio pueden producir fácilmente dendritas metálicas, que pueden provocar un cortocircuito o una explosión de la batería.

Ingenieros de la Universidad de California en Davis demuestran que las fallas de iones cerca del cátodo pueden prevenir este problema. En esta figura, el caudal del electrodo aumentado puede reducir el crecimiento de cristales dendríticos en la superficie. La idea de la desoxidación se reduce en un 99% en WAN, es hacer que los iones fluyan a través de los cátodos en el canal microfluídico para restaurar las cargas y compensar este espacio.

El equipo describe su prueba de verificación conceptual en el artículo y descubrió que esta corriente de iones puede reducir el crecimiento de las dendritas en un 99%. Para WAN, este estudio es emocionante porque indica la eficacia del uso de la tecnología microfluídica para problemas relacionados con las baterías y allanó el camino para futuras investigaciones en este campo. Dijo: "A través de esta investigación básica y el método microfluídico, podemos cuantificar los efectos del flujo en las dendritas.

"No hay muchos equipos de investigación que estudien esto. ". "Aunque es imposible integrar microfluidos en baterías reales, el equipo de WAN está buscando otros métodos para aplicar el principio básico de este estudio e introducir un flujo local cerca de la superficie del cátodo para compensar los cationes y eliminar las capas de carga espacial.

Dijo: “Estamos muy contentos de explorar nuestra nueva aplicación. "Hemos estado diseñando la superficie del cátodo para introducir convección. ".