Калифорния университеті көміртекті нанотүтік торларын қолдану арқылы батареяның қызып кетуіне жол бермеу үшін жаңа батарея диафрагмасын жасайды

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - 휴대용 전원소 공급업체

Сан-Диего Калифорния университетінің нано-инженері литий-металл батареяларының қысқа тұйықталу кезінде тез қызып, жанып кетуіне жол бермейтін қауіпсіз функцияны әзірледі. Сан-Диего штатының Калифорния штатынан келген нано-инженерия профессоры Лю Пин «Advanced Materials» журналында жарияланған «Advanced Materials» журналында мақаласын жариялап, өз жұмыстарымен егжей-тегжейлі таныстырды. Литий-металл батареялары өнімділікте үлкен әлеуетке ие, бірақ қазіргі пішінде сәтсіздікке ұшырау оңай.

Бұл дендритті кристал деп аталатын ине құрылымының өсуіне байланысты, дендриматура аккумулятор зарядталғаннан кейін анодта қалыптасады, ал сепараторды тесіп өтуге болады, ал сепаратор анод пен катод арасында қалыптасады. Кедергі, энергия мен жылу ағынын баяулату. Бұл кедергі жойылғанда және электрондар еркін ағып кетсе, олар көбірек калория шығарады және заттар бақылаудан шығып, батареяның қызып кетуіне, істен шығуына, өртке, тіпті жарылысқа әкеледі.

Ғалымдар ультрадыбыстық немесе арнайы қорғаныс қабаттары ультрадыбысты немесе арнайы қорғаныс қабаттарын пайдаланатын литий металл батареяларындағы бұл мәселелерді әртүрлі тәсілдермен шешуге тырысады. Команда аккумулятордың диафрагма деп аталатын бөлігін тазартты. Диафрагма оң электрод пен теріс электрод арасындағы тосқауыл болып табылады, сондықтан батарея қысқа болған кезде аккумуляторда жинақталған энергия (яғни жылу) ағып кетеді Баяу.

Диссертацияның бірінші авторы таң қалды: «Біз батареяның істен шығуын болдырмауға тырыспаймыз. Біз жай ғана аккумуляторды сенімдірек етеміз, сондықтан ол істен шыққан кезде батарея өрт немесе жарылысқа ұшырамайды. Литий металл батареялары Қайта зарядтағаннан кейін анодта анод пайда болады.

Уақыт өте келе дендритті өсу жеткілікті ұзын, диафрагмаға еніп, анод пен катод арасындағы көпірді көтеріп, ішкі қысқа тұйықталуларды тудырады. Бұл орын алғанда, екі электрод арасындағы электрон ағыны бақылауды жоғалтады, бұл батареяның қызып кетуіне және жұмысын тоқтатуға әкеледі. Сан-Диего Калифорния университетіндегі зерттеу тобы негізінен жеңілдетілді.

Бір жағы жұқа қабатты, ішінара электр өткізгіш көміртекті нанотүтік желісін қамтиды, ол дендриттердің кез келген түзілуін ұстай алады. Дендрит диафрагманы жабыстырып, көміртекті нанотүтік торына соғылған кезде, электроника катодқа тікелей емес, баяу разрядталатын арнаға ие болады. Гонсалес жаңа батарея сепараторын бөгеттегі дренаждық жолға салыстырады.

Ол: «Бөгет буферлене бастағанда, сіз төгіндіні ашасыз, бақыланатын түрде су ағып кетіңіз. Осылайша, бөгет шынымен дециссет болғанда, тасқынға әкелетін су көп болмайды. Бұл біздің сепаратордың идеясы, ол зарядтың разряд жылдамдығын айтарлықтай төмендетеді, катодқа электронды «су тасқынын» болдырмайды.

Дендритті сепаратордың өткізгіш қабаты ұстаған кезде, батарея зарядсыздана бастайды, сондықтан батарея қысқа болған кезде қауіпті болу үшін энергия жеткіліксіз. «Батареяны зерттеудің басқа жұмыстары дендриттердің жеткілікті күшті материалмен енуін болдырмауға бағытталған. Бірақ Гонсалестің айтуынша, бұл тәсілдің проблемасы бұл тек ұзартылатын сөзсіз нәтижелер.

Бұл сепараторлар батареяның жұмыс істеуі үшін иондардың өтуіне мүмкіндік беретін жақсы қажет. Сондықтан, ағаш ақыры өткенде, қысқа тұйықталу нашарлайды. Сынақта жаңа сепараторда орнатылған литий металл батареясы 20-30 циклде біртіндеп істен шығу белгілерін көрсетеді.

Бұл ретте аккумулятор мен қалыпты (және сәл қалың) сепаратор бір циклде кенеттен ақауға ұшырайды. «Нақты жағдайда сізде батареяның істен шығуы туралы алдын ала ескерту болмайды. Алдыңғы секунд жақсы болуы мүмкін, ол келесі секундта өртенеді немесе толық қысқа тұйықталу болады.

Бұл болжау мүмкін емес », - деді Гонсалес. «Бірақ біздің сепаратормен сізге алдын ала ескертіледі, нашарлайды, нашарлайды, нашарлайды, көбірек және көбірек болады,. «Бұл зерттеудің басты мақсаты литий-металл батареялары болса да, зерттеушілер бұл сепараторды литий иондары мен басқа батареяның химиялық реакцияларында да қолдануға болады дейді.

Зерттеу тобы сепараторды коммерциялық пайдалануды оңтайландыруға міндеттенеді. Сан-Диегодағы Калифорния университеті зерттеуге уақытша патент алуға өтініш берді.