Háskólinn í Kaliforníu framleiðir nýja rafhlöðuþind til að forðast ofhitnunarsprengingar rafhlöðunnar með því að nota kolefnis nanóröranet

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Nanóverkfræðingur háskólans í Kaliforníu í San Diego hefur þróað öruggan eiginleika sem kemur í veg fyrir að litíum málm rafhlöður hitni hratt og kvikni þegar þær eru skammhlaupar. Liu Ping, prófessor í nanóverkfræði frá Kaliforníu í San Diego, birti grein í tímaritinu „Advanced Materials“ sem birt var í „Advanced Materials“ tímaritinu og kynnti verk þeirra ítarlega. Lithium málm rafhlöður hafa mikla möguleika í frammistöðu, en það er auðvelt að mistakast í núverandi formi.

Þetta er vegna vaxtar nálarbyggingarinnar sem kallast dendritic kristal, dendrimature myndast á rafskautinu eftir að rafhlaðan er hlaðin, og hægt er að stinga skiljuna og skiljuna myndast á milli rafskautsins og bakskautsins. Hindrun, hægir á orku og hitaflæði. Þegar þessi hindrun er eytt og rafeindir geta flætt frjálsari, framleiða þær fleiri kaloríur og hlutirnir verða úr böndunum, sem veldur ofhitnun rafhlöðunnar, bilun, eldi, jafnvel sprengingu.

Vísindamenn leitast við að leysa þessi vandamál í litíum málm rafhlöðum á margvíslegan hátt, þar sem úthljóð eða sérstök hlífðarlög nota ómskoðun eða sérstök hlífðarlög frá því að vera aðeins fáir möguleikar. Liðið hefur hreinsað þann hluta rafhlöðunnar sem kallast þind. Þindið er hindrun á milli jákvæða rafskautsins og neikvæða rafskautsins, þannig að þegar rafhlaðan er stutt flæðir orkan sem safnast í rafhlöðuna (þ.e. varmi) Hægt niður.

Fyrsti höfundur ritgerðarinnar furðaði sig á: „Við reynum ekki að koma í veg fyrir bilun í rafhlöðu. Við gerum rafhlöðuna bara öruggari, þannig að þegar hún bilar mun rafhlaðan ekki kvikna eða sprengja. Lithium málm rafhlöður Eftir endurtekna hleðslu mun rafskautið birtast í rafskautinu.

Með tímanum er dendritic vöxturinn nógu langur, smýgur inn í þindið, hækkar brú á milli rafskautsins og bakskautsins, sem veldur innri skammhlaupi. Þegar þetta gerist missir stjórn á rafeindaflæði milli rafskautanna tveggja, sem veldur því að rafhlaðan ofhitnar og hættir að virka. Rannsóknarteymið í Kaliforníuháskóla í San Diego er í grundvallaratriðum létt.

Önnur hliðin hylur þunnt lag, að hluta til rafleiðandi kolefnis nanóröranet, sem getur stöðvað hvers kyns myndun dendrita. Þegar dendritic líma þindið og lendir á kolefnis nanóröranetinu, hefur rafeindatækið rás, sem getur losað hægt, ekki beint í bakskautið. Gonzalez mun bera nýja rafhlöðuskiljuna saman við frárennslisleiðina á stíflunni.

Hann sagði: „Þegar stíflan byrjar að stíflast, muntu opna lekann, láta vatn renna út á stjórnanlegan hátt. Þannig er ekki mikið vatn sem getur valdið flóðum þegar stíflan er í raun laus. Þetta er hugmyndin um skiljuna okkar, sem dregur verulega úr losunarhraða hleðslunnar og kemur í veg fyrir rafrænt „flóð“ í bakskautið.

Þegar dendritic er stöðvuð af leiðandi lagi skilju, mun rafhlaðan byrja að tæmast, þannig að þegar rafhlaðan er stutt er ekki næg orka til að vera hættuleg. „Önnur rafhlöðurannsóknarvinna beinist að því að hindra inngöngu dendrita með nógu sterku efni. En Gonzalez sagði að vandamálið við þessa nálgun er að það er aðeins framlengdur óumflýjanlegur árangur.

Þessar skiljur þurfa samt vel, leyfa jónum að fara þannig að rafhlaðan virki. Því þegar loksins er farið framhjá trénu verður skammhlaupið verra. Í prófuninni sýnir litíum málm rafhlaðan sem sett er upp í nýju skiljuna merki um að bila smám saman eftir 20 til 30 lotur.

Á sama tíma bilar rafhlaðan og venjuleg (og örlítið þykk) skilju skyndilega í einni lotu. „Í raunverulegu tilviki muntu ekki hafa neina forviðvörun um að rafhlaðan sé við það að bila. Fyrri sekúnda gæti verið í lagi, það kviknar í henni eða skammhlaup á næstu sekúndu.

Þetta er óútreiknanlegt,“ sagði Gonzalez. „En með skiljuna okkar verður þú varaður fyrirfram, versnar, versnar, versnar, verður meira og meira,. „Þrátt fyrir að áhersla þessarar rannsóknar sé litíum málm rafhlöður, segja vísindamenn að þessi skilju megi einnig nota í litíumjónum og öðrum efnahvörfum rafhlöðu.

Rannsóknarteymið mun skuldbinda sig til að hagræða viðskiptalega notkun skiljunnar. California University San Diego hefur sótt um tímabundið einkaleyfi fyrir rannsóknina.