Universitas California membuat diafragma baterai baru untuk menghindari ledakan baterai yang terlalu panas dengan menggunakan jaring karbon nanotube

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Insinyur nano dari Universitas California San Diego telah mengembangkan fitur aman yang mencegah baterai logam litium menjadi cepat panas dan terbakar saat mengalami hubungan pendek. Liu Ping, seorang profesor nano-rekayasa dari California, San Diego, menerbitkan sebuah makalah di majalah "Advanced Materials", yang diterbitkan di majalah "Advanced Materials", memperkenalkan pekerjaan mereka secara rinci. Baterai logam litium memiliki potensi kinerja yang besar, tetapi mudah rusak dalam bentuknya saat ini.

Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan struktur jarum yang disebut kristal dendritik, dendrimatur terbentuk pada anoda setelah baterai diisi, dan pemisah dapat ditusuk, dan pemisah terbentuk antara anoda dan katoda. Penghalang, memperlambat aliran energi dan panas. Jika hambatan ini hilang dan elektron dapat mengalir lebih bebas, maka akan dihasilkan lebih banyak kalori dan segala sesuatunya akan menjadi tidak terkendali, yang dapat menyebabkan baterai menjadi terlalu panas, rusak, terbakar, bahkan meledak.

Para ilmuwan tengah berupaya memecahkan masalah ini pada baterai logam litium dengan berbagai cara, di mana penggunaan ultrasonik atau lapisan pelindung khusus hanyalah beberapa kemungkinan. Tim telah membersihkan bagian baterai yang disebut diafragma. Diafragma merupakan pembatas antara elektrode positif dan elektrode negatif, sehingga ketika baterai pendek, energi yang terkumpul dalam baterai (yaitu panas) mengalir melambat.

Penulis pertama tesis itu terkejut: "Kami tidak mencoba mencegah kegagalan baterai. Kami hanya membuat baterai lebih aman, jadi saat rusak, baterai tidak akan terbakar atau meledak. Baterai logam litium Setelah pengisian berulang kali, anoda akan muncul di anoda.

Seiring berjalannya waktu, pertumbuhan dendritik menjadi cukup panjang, menembus diafragma, menaikkan jembatan antara anoda dan katoda, sehingga menyebabkan hubungan arus pendek internal. Jika hal ini terjadi, aliran elektron antara dua elektroda menjadi tidak terkendali, menyebabkan baterai menjadi terlalu panas dan berhenti bekerja. Tim peneliti di Universitas California San Diego pada dasarnya merasa lega.

Satu sisi meliputi lapisan tipis, jaringan nanotube karbon yang sebagian bersifat konduktif secara listrik, yang dapat mencegat setiap pembentukan dendrit. Saat dendritik menempel pada diafragma dan mengenai jaring karbon nanotube, elektronik tersebut memiliki saluran, yang dapat melepaskan muatan secara perlahan, tidak langsung ke katode. Gonzalez akan membandingkan pemisah baterai baru dengan jalur drainase di bendungan.

Dia berkata: "Ketika bendungan mulai disangga, Anda akan membuka tumpahan, membiarkan sebagian air mengalir keluar dengan cara yang terkendali. Dengan cara ini, ketika bendungan betul-betul jebol, tidak banyak air yang dapat menyebabkan banjir. Inilah ide pemisah kami, yang sangat mengurangi kecepatan pelepasan muatan, mencegah "banjir" elektronik ke katoda.

Ketika dendritik dicegat oleh lapisan konduktif pemisah, baterai akan mulai mengeluarkan daya, jadi ketika baterai pendek, tidak ada cukup energi untuk menimbulkan bahaya. "Pekerjaan penelitian baterai lainnya difokuskan pada pemblokiran penetrasi dendrit dengan bahan yang cukup kuat. Tetapi Gonzalez mengatakan bahwa masalah dengan pendekatan ini adalah pendekatan ini hanya memperpanjang hasil yang tak terelakkan.

Pemisah ini masih perlu yang baik, yang memungkinkan ion lewat sehingga baterai berfungsi. Oleh karena itu, ketika pohon akhirnya dilewati, hubungan arus pendek akan menjadi lebih buruk. Dalam pengujian, baterai logam litium yang dipasang di pemisah baru menunjukkan tanda-tanda kegagalan bertahap dalam 20 hingga 30 siklus.

Pada saat yang sama, baterai dan pemisah normal (dan agak tebal) tiba-tiba mengalami kesalahan dalam satu siklus. "Dalam kasus nyata, Anda tidak akan mendapat peringatan awal bahwa baterai akan segera rusak. Detik sebelumnya mungkin baik-baik saja, tetapi detik berikutnya akan terbakar atau terjadi korsleting total.

"Ini tidak dapat diprediksi," kata Gonzalez. "Tetapi dengan pemisah kami, Anda akan diperingatkan sebelumnya, semakin buruk, semakin buruk, semakin buruk, semakin banyak dan banyak lagi. "Meskipun fokus penelitian ini adalah baterai logam litium, para peneliti mengatakan bahwa pemisah ini juga dapat digunakan dalam ion litium dan reaksi kimia baterai lainnya.

Tim peneliti akan berkomitmen untuk mengoptimalkan penggunaan pemisah secara komersial. Universitas California San Diego telah mengajukan paten sementara untuk penelitian tersebut.