L&39;Université de Californie fabrique un nouveau diaphragme de batterie pour éviter les explosions dues à la surchauffe de la batterie en utilisant des filets de nanotubes de carbone

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Un nano-ingénieur de l&39;Université de Californie à San Diego a développé une fonction de sécurité qui empêche les batteries au lithium métal de chauffer et de s&39;enflammer rapidement lorsqu&39;elles sont court-circuitées. Liu Ping, professeur de nano-ingénierie de Californie, San Diego, a publié un article dans le magazine « Advanced Materials », publié dans le magazine « Advanced Materials », qui a présenté son travail en détail. Les batteries au lithium métal ont un grand potentiel de performance, mais elles peuvent facilement tomber en panne sous leur forme actuelle.

Cela est dû à la croissance de la structure en aiguille appelée cristal dendritique, la dendrimature se forme sur l&39;anode après la charge de la batterie, et le séparateur peut être percé, et le séparateur se forme entre l&39;anode et la cathode. Barrière, ralentissant le flux d&39;énergie et de chaleur. Lorsque cet obstacle est détruit et que les électrons peuvent circuler plus librement, ils produisent plus de calories et les choses deviennent incontrôlables, provoquant une surchauffe de la batterie, une panne, un incendie, voire une explosion.

Les scientifiques cherchent à résoudre ces problèmes dans les batteries au lithium métal de diverses manières, où les couches de protection ultrasoniques ou spéciales utilisent des couches de protection ultrasoniques ou spéciales qui ne sont que quelques possibilités. L’équipe a nettoyé la partie de la batterie appelée diaphragme. Le diaphragme est une barrière entre l&39;électrode positive et l&39;électrode négative, de sorte que lorsque la batterie est en court-circuit, l&39;énergie accumulée dans la batterie (c&39;est-à-dire la chaleur) s&39;écoule lentement.

Le premier auteur de la thèse s&39;étonne : « Nous n&39;essayons pas d&39;empêcher les pannes de batterie. Nous rendons simplement la batterie plus sûre, de sorte qu&39;en cas de panne, elle ne prendra pas feu ni n&39;explosera. Batteries au lithium métal Après une charge répétée, l&39;anode apparaîtra dans l&39;anode.

Au fil du temps, la croissance dendritique est suffisamment longue, pénétrant le diaphragme, soulevant un pont entre l&39;anode et la cathode, provoquant des courts-circuits internes. Lorsque cela se produit, le flux d&39;électrons entre les deux électrodes est perdu, ce qui provoque une surchauffe de la batterie et son arrêt de fonctionnement. L&39;équipe de recherche de l&39;Université de Californie à San Diego est fondamentalement soulagée.

Un côté recouvre une fine couche, partiellement conductrice d&39;électricité, de réseau de nanotubes de carbone, qui peut intercepter toute formation de dendrites. Lorsqu&39;une pâte dendritique entre en contact avec le diaphragme et le réseau de nanotubes de carbone, l&39;électronique dispose d&39;un canal qui peut se décharger lentement, et non directement vers la cathode. Gonzalez comparera le nouveau séparateur de batterie au chemin de drainage du barrage.

Il a déclaré : « Lorsque le barrage commencera à être tamponné, vous ouvrirez le déversement, laisserez une partie de l&39;eau s&39;écouler de manière contrôlable. De cette façon, lorsque le barrage est réellement décissété, il n&39;y a pas beaucoup d&39;eau qui peut provoquer des inondations. C&39;est l&39;idée de notre séparateur, qui réduit considérablement la vitesse de décharge de la charge, empêchant ainsi le « débordement » électronique de la cathode.

Lorsque le dendritique est intercepté par la couche conductrice du séparateur, la batterie commence à se décharger, donc lorsque la batterie est à court, il n&39;y a pas assez d&39;énergie pour être dangereux. « D’autres travaux de recherche sur les batteries se concentrent sur le blocage de la pénétration des dendrites avec un matériau suffisamment résistant. Mais Gonzalez a déclaré que le problème avec cette approche est qu’elle ne produit que des résultats inévitables.

Ces séparateurs doivent encore bien laisser passer les ions pour que la batterie fonctionne. Par conséquent, lorsque l’arbre sera finalement dépassé, le court-circuit deviendra pire. Lors du test, la batterie au lithium métal installée dans le nouveau séparateur présente des signes de défaillance progressive en 20 à 30 cycles.

Dans le même temps, la batterie et un séparateur normal (et légèrement épais) subissent des pannes soudaines au cours d&39;un même cycle. « Dans une situation réelle, vous n&39;aurez aucun avertissement préalable indiquant que la batterie est sur le point de tomber en panne. La seconde précédente peut être correcte, elle prendra feu ou provoquera un court-circuit complet la seconde suivante.

« C&39;est imprévisible », a déclaré Gonzalez. "Mais avec notre séparateur, vous serez prévenu à l&39;avance, de plus en plus, de plus en plus, de plus en plus, de plus en plus. « Bien que l&39;objectif de cette étude soit les batteries au lithium métal, les chercheurs affirment que ce séparateur peut également être utilisé dans les ions lithium et d&39;autres réactions chimiques des batteries.

L’équipe de recherche s’engagera à optimiser l’utilisation commerciale du séparateur. L&39;Université de Californie à San Diego a déposé une demande de brevet temporaire pour l&39;étude.