수명연장 및 안전 향상을 위한 방법

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mea Hoolako Uku Uku

디지털 스마트 장비와 전기 자동차 시장의 확대에 따라, 리튬 금속 배터리는 가장 유망한 고밀도 에너지 저장 기술 중 하나라고 할 수 있습니다. 그러나 리튬 금속 전지 기술에 큰 장벽이 있는데, 리튬 델레그라가 제어 불능으로 나타나 충전 용량 저하 및 안전 위험 문제가 발생한다는 것이다. 리튬 분기 결정은 배터리의 양극 또는 음극에서 자라는 바늘 모양의 결정으로, 에너지 밀도를 감소시키는 유해한 부작용을 일으키거나, 전극 단락으로 인한 화재 또는 폭발을 일으킬 수 있습니다.

최근 애리조나 주립 대학의 연구에 따르면, 배터리의 리튬 금속 양극의 기본 소재로 3차원 폴리메틸실록산(PDMS) 층을 사용했는데, 이를 통해 리튬 수지가 형성되는 것을 효과적으로 억제하여 배터리 수명을 크게 늘리고 안전 위험을 줄일 수 있었습니다. 이 연구는 3월 6일 최신 우수 학술지 "내추럴 에너지(Natural Energy)"에 게재되었습니다. 이는 리튬 이온 배터리와 리튬 공기에 의미가 있다는 것을 발견했습니다.

다른 금속 양극 전지에도 큰 의미가 있습니다. 배터리의 양극으로 사용되는 거의 모든 금속은 아연, 나트륨, 알루미늄 배터리 등과 같은 수지상 구조를 가지고 있기 때문입니다. 장한칭은 자신과 연구팀이 재료나 전기화학적 관점에서 문제를 해결한 것이 아니라 기계공학자의 관점에서 해결책을 찾고 있다고 말했다.

그는 알려진 연구에 따르면 작은 주석 바늘이나 주석은 응력 사용 시 주석 금속 표면에서 뻗어나와야 하므로, 우리는 응력을 리튬 가지 성장으로 연구했다고 말했습니다. 가능성. 첫 번째 연구에서 연구진은 배터리 바닥에 유연한 PDMS를 추가했고, 리튬 수지가 성장하는 것이 현저히 줄었다는 것을 발견했습니다.

연구진의 분석 결과, 금속 리튬 전극에 축적된 응력은 PDMS 기판에 의해 주름 변형의 형태로 해소되었으며, 이러한 수지상 결정 감소 추세는 이 응력 해소와 직접적으로 관련이 있는 것으로 나타났습니다. Jiang Hanqing 연구팀은 리튬 수지가 성장하는 메커니즘을 연구하는 것 외에도 이 현상(응력 해소를 통한 수지가 성장 감소)을 이용해 높은 에너지 밀도를 유지하면서도 리튬 금속 배터리 수명을 늘리는 방법을 더욱 연구했습니다. 연구진이 제안한 방법은 PDMS 기판을 많은 표면을 가진 3차원 구조로 만드는 것이다.

다수의 작은 구멍이 포함된 다수의 작은 구멍을 템플릿으로 사용하여, PDMS가 사각 설탕의 내부의 기공으로 들어가 연속적인 네트워크 기판을 형성하고, 전자를 전도하기 위해 얇은 구리 층을 도금했습니다. 마지막으로 이러한 기공으로 가득 찬 리튬 금속입니다. PDMS는 다공성 스펀지층으로서 스트레스를 효과적으로 줄이고 수지상 돌기 성장을 억제할 수 있다고 장한칭은 설명했습니다.

연구 그룹 멤버 중 한 명인 라이스 대학의 밍탕 교수는 이렇게 말했습니다. "리튬 수지를 억제하는 다른 방법(새로운 전해질 첨가제 등)과 결합하면 이번 발견은 리튬 금속 전지에 안전합니다." 고밀도 장기 저장 에너지 솔루션은 광범위한 의미를 갖습니다. 이 기술의 잠재적 적용 범위는 매우 넓고, 개인용 전자 기기에서 전원을 공급하거나 전기 자동차에 장기간 전원을 공급하고, 태양광 그리드의 백업 전원 공급 장치로 활용할 수 있습니다.

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