Калифорния университети көмүртектүү нанотүтүк торлорун колдонуу менен батареянын ысып кетишинин жарылуусунан сактануу үчүн жаңы батарея диафрагмасын жасап чыкты

Awdur: Iflowpower - Leverantör av bärbar kraftverk

Сан-Диего Калифорния университетинин нано-инженери литий-металл батарейкалардын кыска туташуу учурунда тез жылып, күйүп кетүүсүнө жол бербеген коопсуз функцияны иштеп чыкты. Сан-Диего штатынын Калифорния штатынан келген нано-инженердик профессору Лю Пинг «Advanced Materials» журналында жарыяланган «Advanced Materials» журналында макала жарыялап, алардын иштери менен кеңири тааныштырды. Литий металл батарейкалары аткарууда чоң потенциалга ээ, бирок учурдагы түрдө иштен чыгуу оңой.

Бул дендриттик кристалл деп аталган ийне структурасынын өсүшүнө байланыштуу, дендриматура батарея заряддалгандан кийин аноддо пайда болот жана сепаратор тешилүүгө болот, анод менен катоддун ортосунда сепаратор пайда болот. Тоскоолдук, энергия жана жылуулук агымын жайлатуучу. Бул тоскоолдук жок кылынганда жана электрондор көбүрөөк эркин агып кетсе, алар көбүрөөк калорияларды өндүрөт жана нерселер көзөмөлдөн чыгып, батареянын ысып кетишине, иштен чыгууга, өрткө, жада калса жарылууга алып келет.

Окумуштуулар литий-металл батарейкаларында бул көйгөйлөрдү ар кандай жолдор менен чечүүгө умтулушат, мында ультраүн же атайын коргоочу катмарлар УЗИ же атайын коргоочу катмарларды колдонушат. Команда батареянын диафрагма деп аталган бөлүгүн тазалады. Диафрагма оң электрод менен терс электроддун ортосундагы тосмо болуп саналат, ошондуктан аккумулятор кыска болгондо, батареяда топтолгон энергия (б.а. жылуулук) жайлатат.

Диссертациянын биринчи автору таң калып: “Биз батареянын иштебей калышын алдын алууга аракет кылбайбыз. Биз жөн гана батарейканы коопсузураак кылабыз, андыктан ал иштен чыкканда батарейка күйбөйт же жарылбайт. Литий металл батареялары Кайталап заряддалгандан кийин аноддо анод пайда болот.

Убакыттын өтүшү менен дендриттик өсүү жетиштүү узун, диафрагмага кирип, анод менен катоддун ортосундагы көпүрөнү көтөрүп, ички кыска туташууларды пайда кылат. Мындай болгондо, эки электроддун ортосундагы электрон агымы башкарууну жоготуп, батареянын ысып кетишине жана иштебей калышына алып келет. Калифорния Сан-Диего университетинин изилдөө тобу негизинен жеңилдетилген.

Бир тарабы жука катмар, жарым-жартылай электр өткөргүчтүү көмүртек нанотүтүк тармагын камтыйт, ал дендриттердин ар кандай пайда болушуна тоскоол болот. Дендрит диафрагманы чаптап, көмүртектүү нанотүтүк торуна тийгенде, электрондо катодго түз эмес, акырындык менен разряддала турган канал бар. Гонсалес жаңы батарея бөлгүчтү дамбадагы дренаждык жолго салыштырат.

Ал мындай деди: «Плотина буферлене баштаганда, төгүлгөн жерди ачасыз, бир аз суу башкарылуучу түрдө агып кетсин. Мына ошентип плотина чыны менен дециз болгон кезде суу ташкынына алып келе турган суу аз. Бул биздин сепаратордун идеясы, ал заряддын разряд ылдамдыгын бир топ төмөндөтүп, катодго электрондук "суу ташкындын" алдын алат.

Дендрит сепаратордун өткөргүч катмары менен кармалып калганда, батарея зарядсыздана баштайт, андыктан батарея кыска болгондо, коркунучтуу энергия жетишсиз. "Батареяны изилдөө боюнча башка иштер дендриттердин жетишерлик күчтүү материал менен киришине бөгөт коюуга багытталган. Бирок Гонсалестин айтымында, бул ыкманын көйгөйү - бул сөзсүз түрдө кеңейтилген натыйжалар.

Бул сепараторлор дагы эле жакшы керек, иондор батареянын иштеши үчүн өтүшүнө мүмкүндүк берет. Ошондуктан, дарак акыры өтүп кеткенде, кыска туташуу начарлайт. Сыноодо жаңы сепараторго орнотулган литий металл батареясы 20-30 циклде акырындык менен иштебей калуу белгилерин көрсөтөт.

Ошол эле учурда, батарея жана кадимки (жана бир аз жоон) сепаратор бир циклде күтүлбөгөн жерден ката кетирет. "Чыныгы окуяда сизде батареянын иштебей калышы жөнүндө алдын ала эскертүү болбойт. Мурунку секунда жакшы болушу мүмкүн, ал кийинки секундада күйүп же толугу менен кыска туташуу болот.

Бул күтүлбөгөн нерсе "деди Гонсалес. "Бирок биздин сепаратор менен сизге алдын ала эскертилет, начарлап, начарлап, начарлап, барган сайын көбөйөт. "Бул изилдөөнүн максаты литий металл батарейкалар болгонуна карабастан, изилдөөчүлөр бул сепараторду литий иондорунда жана башка батареянын химиялык реакцияларында да колдонсо болот дешет.

Изилдөө тобу сепараторду коммерциялык пайдаланууну оптималдаштырууга умтулат. Сан-Диего Калифорния университети изилдөө үчүн убактылуу патент алуу үчүн кайрылган.