California ülikool teeb süsiniknanotoruvõrkude abil uue aku membraani, et vältida aku ülekuumenemise plahvatusi

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

California San Diego ülikooli nanoinsener on välja töötanud ohutu funktsiooni, mis takistab liitiummetallist akude kiiret soojenemist ja süttimist, kui need on lühises. Liu Ping, nanotehnoloogia professor Californiast San Diegost, avaldas ajakirjas "Advanced Materials" artikli "Advanced Materials" ja tutvustas üksikasjalikult nende tööd. Liitiumakudel on suur jõudluspotentsiaal, kuid praegusel kujul on see lihtne ebaõnnestuda.

See on tingitud nõela struktuuri kasvust, mida nimetatakse dendriitkristalliks, pärast aku laadimist moodustub anoodil dendrimatuur ja separaatorit saab läbistada ning eraldaja moodustub anoodi ja katoodi vahele. Barjäär, aeglustab energia- ja soojusvoogu. Kui see takistus hävib ja elektronid saavad vabamalt voolata, toodavad nad rohkem kaloreid ja asjad väljuvad kontrolli alt, põhjustades aku ülekuumenemise, rikke, tulekahju või isegi plahvatuse.

Teadlased püüavad liitiummetallpatareides neid probleeme lahendada mitmel viisil, kus ultraheli või spetsiaalsed kaitsekihid kasutavad ultraheli või spetsiaalseid kaitsekihte, kuna need on vaid mõned võimalused. Meeskond on tühjendanud aku osa, mida nimetatakse membraaniks. Diafragma on tõke positiivse elektroodi ja negatiivse elektroodi vahel, nii et kui aku on lühike, siis akusse kogunenud energia (st soojus) voolab aeglasemalt.

Lõputöö esimene autor jahmatas: "Me ei püüa aku riket ära hoida. Muudame aku lihtsalt turvalisemaks, nii et selle rikke korral aku ei sütti ega plahvata. Liitiummetalli akud Pärast korduvat laadimist ilmub anoodile anood.

Aja jooksul on dendriitkasv piisavalt pikk, tungides läbi membraani, tõstes silda anoodi ja katoodi vahel, põhjustades sisemisi lühiseid. Kui see juhtub, kaotab kahe elektroodi vaheline elektronide voog kontrolli, mistõttu aku kuumeneb üle ja lakkab töötamast. California San Diego ülikooli uurimisrühm on põhimõtteliselt leevendatud.

Üks külg katab õhukese kihi, osaliselt elektrit juhtiva süsinik-nanotorude võrgustiku, mis võib takistada dendriitide moodustumist. Kui dendriitne kleebis membraanile ja tabab süsinik-nanotoru võrku, on elektroonil kanal, mis võib aeglaselt tühjeneda, mitte otse katoodile. Gonzalez võrdleb uut aku eraldajat tammi äravooluteega.

Ta ütles: "Kui tamm hakkab puhverdama, avate leke, lasete vett kontrollitaval viisil välja voolata. Sel moel, kui tamm on tõesti detsisett, ei ole palju vett, mis võib üleujutusi põhjustada. See on meie separaatori idee, mis vähendab oluliselt laadimiskiirust, vältides elektroonilist "üleujutamist" katoodile.

Kui separaatori juhtiv kiht dendriiti kinni püüab, hakkab aku tühjenema, nii et kui aku on lühike, pole ohtlikuks olemiseks piisavalt energiat. „Muud akude uurimistööd on koondunud dendriitide läbitungimise blokeerimisele piisavalt tugeva materjaliga. Kuid Gonzalez ütles, et selle lähenemisviisi probleem on see, et see annab ainult vältimatuid tulemusi.

Need eraldajad vajavad endiselt hästi, võimaldades ioonidel läbida, et aku töötaks. Seega, kui puust lõpuks mööda saab, muutub lühis hullemaks. Katse käigus ilmnes uude separaatorisse paigaldatud liitiumaku 20–30 tsükli jooksul järk-järgult rikke märke.

Samal ajal tekivad akul ja tavalisel (ja veidi paksul) separaatoril ühe tsükli jooksul ootamatud vead. "Tõelise juhtumi korral ei saa te eelhoiatust aku tühjenemise kohta. Eelnev sekund võib olla ok, järgmisel sekundil läheb põlema või tekib täielik lühis.

See on ettearvamatu, "ütles Gonzalez. "Aga meie eraldajaga hoiatatakse teid ette, halveneb, läheb hullemaks, läheb hullemaks, läheb aina rohkem,. "Kuigi selle uuringu keskmes on liitiummetalliakud, väidavad teadlased, et seda separaatorit saab kasutada ka liitiumioonide ja muude aku keemiliste reaktsioonide jaoks.

Uurimisrühm on pühendunud separaatori kaubandusliku kasutamise optimeerimisele. California ülikool San Diego on taotlenud uuringule ajutist patenti.