A Kaliforniai Egyetem új akkumulátormembránt gyárt, hogy elkerülje az akkumulátor túlmelegedését szén nanocső hálók használatával

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mpamatsy tobin-jiro portable

A San Diego-i Kaliforniai Egyetem nanomérnöke kifejlesztett egy biztonságos funkciót, amely megakadályozza, hogy a lítium-fém akkumulátorok rövidzárlat esetén gyorsan felmelegedjenek és tüzeljenek. Liu Ping, a nanomérnöki professzor Kaliforniából (San Diego) az "Advanced Materials" magazinban publikált egy tanulmányt az "Advanced Materials" magazinban, amelyben részletesen bemutatta munkájukat. A lítium-fém akkumulátorok nagy teljesítményben rejlenek, de a jelenlegi formában könnyen meghibásodhatnak.

Ennek oka a dendrites kristálynak nevezett tűszerkezet növekedése, az anódon az akkumulátor feltöltése után a dendrimatura keletkezik, és a szeparátor átszúrható, a szeparátor pedig az anód és a katód között jön létre. Gát, lassítja az energia- és hőáramlást. Ha ez az akadály megsemmisül, és az elektronok szabadabban áramolhatnak, akkor több kalóriát termelnek, és a dolgok ellenőrizhetetlenné válnak, ami az akkumulátor túlmelegedését, meghibásodását, tüzet vagy akár robbanást okoz.

A tudósok különféle módokon próbálják megoldani ezeket a problémákat a fém lítium akkumulátorokban, ahol az ultrahangos vagy speciális védőrétegek ultrahangot vagy speciális védőrétegeket használnak, amelyek csak néhány lehetőség. A csapat megtisztította az akkumulátor membránnak nevezett részét. A membrán egy gát a pozitív elektróda és a negatív elektróda között, így amikor az akkumulátor rövid, az akkumulátorban felhalmozódott energia (vagyis a hő) lassabban áramlik.

A dolgozat első szerzője megdöbbent: "Nem próbáljuk megakadályozni az akkumulátor meghibásodását. Csak biztonságosabbá tesszük az akkumulátort, így ha meghibásodik, az akkumulátor nem fog kigyulladni vagy felrobbanni. Lítium fém akkumulátorok Ismételt töltés után az anód megjelenik az anódban.

Idővel a dendrites növekedés elég hosszú, áthatol a membránon, hidat hoz létre az anód és a katód között, belső rövidzárlatokat okozva. Amikor ez megtörténik, a két elektróda közötti elektronáramlás elveszti az irányítást, ami miatt az akkumulátor túlmelegszik és leáll. A San Diego-i Kaliforniai Egyetem kutatócsoportja alapvetően enyhült.

Az egyik oldal egy vékony rétegű, részben elektromosan vezető szén nanocső hálózatot takar, amely bármilyen dendritképződményt felfoghat. Amikor egy dendrites paszta a membránra és a szén nanocső hálójába ütközik, az elektronikának van egy csatornája, amely lassan kisülhet, nem közvetlenül a katódra. Gonzalez összehasonlítja az új akkumulátorleválasztót a gát vízelvezető útjával.

Azt mondta: "Amikor a gát pufferelni kezd, nyissa ki a kiömlést, és engedje, hogy szabályozhatóan kifolyjon egy kis víz. Ily módon, amikor a gát valóban decissete, nem sok olyan víz van, amely árvizet okozhat. Ez a szeparátorunk ötlete, amely nagymértékben csökkenti a töltés kisülési sebességét, megakadályozva az elektronikus "elárasztást" a katódra.

Amikor a dendriteket elfogja a szeparátor vezető rétege, az akkumulátor lemerülni kezd, így amikor az akkumulátor rövid, nincs elég energia ahhoz, hogy veszélyes legyen. "Más akkumulátorkutatási munka a dendritek behatolásának megakadályozására összpontosít egy elég erős anyaggal. De Gonzalez azt mondta, hogy a probléma ezzel a megközelítéssel, hogy csak kiterjesztett elkerülhetetlen eredményeket.

Ezeknek az elválasztóknak továbbra is jól kell lenniük, lehetővé téve az ionok áthaladását, hogy az akkumulátor működjön. Ezért, amikor a fán végül elhaladunk, a rövidzárlat rosszabb lesz. A teszt során az új szeparátorba helyezett lítium-fém akkumulátor 20-30 ciklus alatt fokozatosan meghibásodás jeleit mutatja.

Ugyanakkor az akkumulátor és a normál (és kissé vastag) leválasztó hirtelen meghibásodást tapasztal egy ciklus alatt. "Valódi jelenetben nem kap semmilyen előzetes figyelmeztetést arról, hogy az akkumulátor hamarosan lemerül. Lehet, hogy az előző másodperc rendben van, a következő másodpercben kigyullad vagy teljesen rövidre zár.

Ez kiszámíthatatlan – mondta Gonzalez. "De a mi szeparátorunkkal előre figyelmeztetnek, rosszabb lesz, rosszabb lesz, rosszabb lesz, egyre több és több lesz. "Bár ennek a tanulmánynak a középpontjában a lítium-fém akkumulátorok állnak, a kutatók azt mondják, hogy ez a szeparátor lítium-ionokban és más akkumulátor-kémiai reakciókban is használható.

A kutatócsoport elkötelezett a szeparátor kereskedelmi felhasználásának optimalizálása mellett. A California University San Diego ideiglenes szabadalmat kért a tanulmányra.