Memecahkan solusi potensial untuk pertumbuhan dendrida baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Tim peneliti Wakil Profesor, Universitas Davis, California, menerbitkan makalah baru dalam "Science Progress", yang mengusulkan solusi potensial untuk memecahkan dendrit baterai litium yang dapat diisi ulang. Tim WAN membuktikan bahwa ion yang mengalir di dekat katode dapat memperluas keamanan dan masa pakai baterai isi ulang generasi berikutnya ini. Baterai logam litium menggunakan logam litium sebagai anoda.

Baterai ini memiliki kepadatan muatan yang tinggi dan dapat berlipat ganda, tetapi keamanan merupakan masalah besar. Saat terisi, sebagian ion akan tereduksi menjadi logam litium pada permukaan katode dan membentuk struktur mikro pohon tak beraturan, disebut dendritik, yang pada akhirnya dapat menyebabkan korsleting atau bahkan ledakan. Secara teori, pertumbuhan kristal dendritik disebabkan oleh persaingan pengiriman kualitas dan ion litium di dekat permukaan katode.

Ketika kecepatan reduksi ion lebih cepat daripada kecepatan perpindahan massa, maka akan dihasilkan celah netral elektron yang tidak mengandung ion di dekat katode, disebut lapisan muatan spasial. Dipercayai bahwa ketidakstabilan lapisan ini dapat menyebabkan pertumbuhan dendrit, sehingga mengurangi atau menghilangkannya dapat mengurangi pertumbuhan dendrit, sehingga memperpanjang umur baterai. Baterai logam litium dapat dengan mudah menghasilkan dendrit logam, yang dapat menyebabkan korsleting atau ledakan baterai.

Insinyur di Universitas California Davis menunjukkan bahwa kesalahan ion di dekat katode dapat mencegah masalah ini. Pada gambar ini, laju aliran elektroda yang ditingkatkan dapat mengurangi pertumbuhan kristal dendritik pada permukaan. Ide deoksidasi dikurangi hingga 99% dari WAN adalah membuat ion mengalir melalui katoda dalam saluran mikrofluida untuk memulihkan muatan dan menutupi celah ini.

Tim menguraikan uji verifikasi konseptualnya dalam makalah, dan menemukan bahwa aliran ion ini dapat mengurangi pertumbuhan dendrit hingga 99%. Bagi WAN, penelitian ini menarik karena menunjukkan efektivitas penggunaan teknologi mikrofluida terhadap masalah terkait baterai, dan membuka jalan bagi penelitian masa depan di bidang ini. Dia berkata: "Melalui penelitian dasar dan metode mikrofluida ini, kita dapat mengukur efek aliran pada dendrit.

"Tidak banyak tim peneliti yang mempelajari hal ini. ". "Meskipun mustahil untuk mengintegrasikan mikrofluida ke baterai yang sebenarnya, tim WAN sedang mencari metode lain untuk menerapkan prinsip dasar penelitian ini, dan memperkenalkan aliran lokal di dekat permukaan katoda untuk mengimbangi kation dan menghilangkan lapisan muatan spasial.

Dia berkata: "Kami sangat gembira menjelajahi aplikasi baru kami. "Kami telah merancang permukaan katode untuk memperkenalkan konveksi. ".