A Universidade de California fai un novo diafragma de batería para evitar explosións de sobrequecemento da batería usando redes de nanotubos de carbono

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mpamatsy tobin-jiro portable

O nano-enxeñeiro da Universidade de California en San Diego desenvolveu unha función segura que evita que as baterías de litio metálico se quenten e disparen rapidamente cando están en curtocircuíto. Liu Ping, un profesor de nano-enxeñaría de California, San Diego, publicou un artigo na revista "Advanced Materials", publicado na revista "Advanced Materials", presentou o seu traballo en detalle. As baterías de litio metálico teñen un gran potencial de rendemento, pero é fácil fallar na forma actual.

Isto débese ao crecemento da estrutura da agulla chamada cristal dendrítico, a dendrimatura fórmase no ánodo despois de cargar a batería, o separador pódese perforar e o separador fórmase entre o ánodo e o cátodo. Barreira, ralentizando o fluxo de enerxía e calor. Cando este obstáculo é destruído e os electróns poden fluír máis libremente, producen máis calorías e as cousas estarán fóra de control, provocando o sobreenriquecido da batería, fallos, incendios e mesmo explosión.

Os científicos buscan resolver estes problemas nas baterías de litio metálico de varias maneiras, onde as capas protectoras ultrasónicas ou especiais usan ultrasóns ou capas protectoras especiais de ser só unhas poucas posibilidades. O equipo limpou a parte da batería chamada diafragma. O diafragma é unha barreira entre o electrodo positivo e o negativo, polo que cando a batería é curta, a enerxía acumulada na batería (é dicir, a calor) flúe lentamente.

O primeiro autor da tese sorprendeu: "Non intentamos evitar a falla da batería. Simplemente facemos que a batería sexa máis segura, polo que cando falla, a batería non se incendiará nin explotará. Baterías de litio metálico Despois de cargas repetidas, o ánodo aparecerá no ánodo.

Co paso do tempo, o crecemento dendrítico é o suficientemente longo, penetrando no diafragma, levantando unha ponte entre o ánodo e o cátodo, provocando curtocircuítos internos. Cando isto ocorre, o fluxo de electróns entre os dous electrodos perde o control, o que fai que a batería se sobrequente e deixe de funcionar. O equipo de investigación da Universidade de California en San Diego está basicamente aliviado.

Un lado cobre unha fina capa de nanotubos de carbono, parcialmente condutor de electricidade, que pode interceptar calquera formación de dendritas. Cando un pegar dendrítica o diafragma e golpea a rede de nanotubos de carbono, o electrónico ten unha canle, que pode descargar lentamente, non directamente ao cátodo. González comparará o novo separador de baterías coa vía de drenaxe do encoro.

Dixo: "Cando o encoro comece a ser amortiguado, abrirás o vertido, deixarás que salga un pouco de auga de forma controlable. Deste xeito, cando o encoro é realmente un decissete, non hai moita auga que poida provocar inundacións. Esta é a idea do noso separador, que reduce moito a velocidade de descarga da carga, evitando "inundacións" electrónicas ao cátodo.

Cando o dendrítico é interceptado pola capa condutora do separador, a batería comezará a descargarse, polo que cando a batería é curta, non hai enerxía suficiente para ser perigosa. "Outro traballo de investigación de baterías concéntrase en bloquear a penetración de dendritas cun material suficientemente forte. Pero González dixo que un problema con este enfoque é que só se estende os resultados inevitables.

Estes separadores aínda necesitan ben, permitindo que os ións pasen para que a batería funcione. Polo tanto, cando finalmente pase a árbore, o curtocircuíto empeorará. Na proba, a batería de litio metálica instalada no novo separador mostra sinais de falla gradual en 20 a 30 ciclos.

Ao mesmo tempo, a batería e un separador normal (e lixeiramente groso) experimentan fallos repentinos nun ciclo. "Nun caso real, non terás ningún aviso previo de que a batería está a piques de fallar. O segundo anterior pode estar ben, incendiarase ou curtocircuíto completamente o segundo seguinte.

Isto é imprevisible", dixo González. "Pero co noso separador, será avisado con antelación, empeorando, empeorando, empeorando, cada vez máis. "Aínda que o foco deste estudo son as baterías de metal de litio, os investigadores din que este separador tamén se pode usar en ións de litio e outras reaccións químicas das baterías.

O equipo de investigación apostará por optimizar o uso comercial do separador. A Universidade de California en San Diego solicitou unha patente temporal para o estudo.