Kalifornian yliopisto tekee uuden akun kalvon välttääkseen akun ylikuumenemisen räjähdyksiä käyttämällä hiilinanoputkiverkkoja

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

Kalifornian yliopiston San Diegon nanoinsinööri on kehittänyt turvallisen ominaisuuden, joka estää litiummetalliakkujen nopean lämpenemisen ja laukeamisen, kun ne joutuvat oikosulkuun. Liu Ping, nanotekniikan professori Kaliforniasta, San Diegosta, julkaisi artikkelin "Advanced Materials" -lehdessä, joka julkaistiin "Advanced Materials" -lehdessä, ja esitteli heidän työnsä yksityiskohtaisesti. Litiummetalliakuilla on suuri suorituskykypotentiaali, mutta se on helppo epäonnistua nykyisessä muodossaan.

Tämä johtuu dendriittikiteeksi kutsutun neularakenteen kasvusta, dendrimature muodostuu anodille akun latauksen jälkeen ja erotin voidaan puhkaista ja erotin muodostuu anodin ja katodin väliin. Este, hidastaa energian ja lämmön virtausta. Kun tämä este tuhoutuu ja elektronit voivat virrata vapaammin, ne tuottavat enemmän kaloreita ja asiat menevät käsistä, mikä aiheuttaa akun ylikuumenemisen, epäonnistumisen, tulipalon tai jopa räjähdyksen.

Tiedemiehet pyrkivät ratkaisemaan näitä ongelmia litiummetalliakuissa monin eri tavoin, joissa ultraääni- tai erityiset suojakerrokset käyttävät ultraääntä tai erityisiä suojakerroksia, koska ne ovat vain harvoja mahdollisuuksia. Tiimi on tyhjentänyt akun osan, jota kutsutaan kalvoksi. Kalvo on este positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä, joten kun akku on lyhyt, akkuun kertynyt energia (eli lämpö) virtaa hitaasti.

Opinnäytetyön ensimmäinen kirjoittaja hämmästyi: "Emme yritä estää akun vikaa. Teemme akusta vain turvallisemman, joten kun se epäonnistuu, akku ei syty tuleen tai räjähdä. Litiummetalliakut Toistuvan latauksen jälkeen anodi ilmestyy anodiin.

Ajan myötä dendriittikasvu on riittävän pitkä, tunkeutuen kalvoon, nostaen sillan anodin ja katodin välille, mikä aiheuttaa sisäisiä oikosulkuja. Kun näin tapahtuu, kahden elektrodin välinen elektronivirta menettää hallinnan, jolloin akku ylikuumenee ja lakkaa toimimasta. Kalifornian San Diegon yliopiston tutkimusryhmä on pohjimmiltaan lieventynyt.

Toinen puoli peittää ohuen kerroksen, osittain sähköä johtavan hiilinanoputkiverkoston, joka voi siepata minkä tahansa dendriittimuodostuksen. Kun dendriittitahna kalvoon osuu hiilinanoputkiverkkoon, elektroniikassa on kanava, joka voi purkaa hitaasti, ei suoraan katodille. Gonzalez vertaa uutta akun erotinta padon tyhjennysreitille.

Hän sanoi: "Kun pato alkaa puskuroida, avaa vuoto, anna veden valua ulos hallittavalla tavalla. Tällä tavalla, kun pato on todella dessesete, ei ole paljon vettä, joka voi aiheuttaa tulvia. Tämä on erottimemme idea, joka vähentää huomattavasti latausnopeutta ja estää elektronisen "tulvimisen" katodille.

Kun erottimen johtava kerros sieppaa dendriittiä, akku alkaa purkautua, joten kun akku on lyhyt, energia ei riitä vaaralliseksi. "Muu akkututkimustyö keskittyy dendriittien tunkeutumisen estämiseen riittävän vahvalla materiaalilla. Mutta Gonzalez sanoi, että ongelma tässä lähestymistavassa on, että se on vain laajennettu väistämättömiä tuloksia.

Nämä erottimet tarvitsevat edelleen hyvin, jotta ionit pääsevät kulkemaan, jotta akku toimii. Siksi, kun puu vihdoin ohitetaan, oikosulku pahenee. Testissä uuteen erottimeen asennettu litiummetalliakku osoittaa merkkejä asteittaisesta epäonnistumisesta 20-30 jaksossa.

Samaan aikaan akussa ja normaalissa (ja hieman paksussa) erottimessa ilmenee yhtäkkiä vikoja yhdessä syklissä. "Oikeassa tapauksessa et saa mitään ennakkovaroitusta akun hajoamisesta. Edellinen sekunti voi olla ok, se syttyy tuleen tai oikosulku kokonaan seuraava sekunti.

Tämä on arvaamatonta, Gonzalez sanoi. "Mutta erottimellamme sinua varoitetaan etukäteen, pahenee, pahenee, pahenee, saa enemmän ja enemmän. "Vaikka tämän tutkimuksen painopiste on litiummetalliakut, tutkijat sanovat, että tätä erotinta voidaan käyttää myös litiumioneissa ja muissa akkujen kemiallisissa reaktioissa.

Tutkimusryhmä on sitoutunut optimoimaan erottimen kaupallisen käytön. Kalifornian yliopisto San Diego on hakenut tutkimukselle väliaikaista patenttia.