Универзитетот во Калифорнија направи нова дијафрагма за батерии за да избегне експлозии од прегревање на батеријата со користење мрежи од јаглеродни наноцевки

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

Нано-инженерот на Универзитетот во Калифорнија во Сан Диего разви безбедна карактеристика што спречува брзо загревање и палење на батериите од литиум метал кога тие се со краток спој. Лиу Пинг, професор по нано-инженерство од Калифорнија, Сан Диего, објави труд во списанието „Advanced Materials“, објавено во списанието „Advanced Materials“, детално ја претстави нивната работа. Литиум металните батерии имаат голем потенцијал во перформансите, но лесно е да се откажат во сегашната форма.

Ова се должи на растот на структурата на иглата наречена дендритски кристал, дендриматурата се формира на анодата откако ќе се наполни батеријата, а сепараторот може да се пробие, а сепараторот се формира помеѓу анодата и катодата. Бариера, забавување на протокот на енергија и топлина. Кога оваа пречка е уништена и електроните можат да течат послободно, тие произведуваат повеќе калории, а работите ќе бидат надвор од контрола, предизвикувајќи прегревање на батеријата, откажување, пожар, дури и експлозија.

Научниците се обидуваат да ги решат овие проблеми во литиум металните батерии на различни начини, каде што ултразвучните или специјалните заштитни слоеви користат ултразвук или специјални заштитни слоеви од само неколку можности. Тимот го исчисти делот од батеријата наречен дијафрагма. Дијафрагмата е бариера помеѓу позитивната електрода и негативната електрода, така што кога батеријата е кратка, енергијата акумулирана во батеријата (т.е. топлината) тече бавно.

Првиот автор на тезата запрепасти: „Не се обидуваме да спречиме откажување на батеријата. Едноставно ја правиме батеријата посигурна, па кога ќе пропадне, батеријата нема да се запали или експлозија. Литиумски метални батерии По повеќекратно полнење, анодата ќе се појави во анодата.

Со текот на времето, дендритичниот раст е доволно долг, продира во дијафрагмата, подигајќи мост помеѓу анодата и катодата, предизвикувајќи внатрешни кратки споеви. Кога тоа ќе се случи, протокот на електрони помеѓу двете електроди ја губи контролата, што предизвикува батеријата да се прегрее и да престане да работи. Истражувачкиот тим на Универзитетот во Калифорнија во Сан Диего во основа е ублажен.

Едната страна покрива тенок слој, делумно електрично спроводлива јаглеродна наноцевка мрежа, која може да пресретне секаква формација на дендрити. Кога дендритната паста ќе ја залепи дијафрагмата и ќе ја погоди мрежата на јаглеродна наноцевка, електрониката има канал, кој може полека да се испушта, а не директно во катодата. Гонзалес ќе го спореди новиот сепаратор на батерии со одводната патека на браната.

Тој рече: „Кога браната ќе почне да се бранува, ќе го отворите излевањето, нека истече малку вода на контролиран начин. На овој начин, кога браната е навистина децисета, нема многу вода што може да предизвика поплави. Ова е идејата на нашиот сепаратор, кој во голема мера ја намалува брзината на празнење на полнење, спречувајќи електронско „поплавување“ на катодата.

Кога дендритот е пресретнат од проводниот слој на сепараторот, батеријата ќе почне да се празне, така што кога батеријата е кратка, нема доволно енергија за да биде опасно. „Другата работа за истражување на батериите е концентрирана во блокирањето на пенетрацијата на дендритите со доволно силен материјал. Но, Гонзалес рече дека проблем со овој пристап е тоа што тој е само продолжен неизбежни резултати.

На овие сепаратори сè уште им треба добро, дозволувајќи им на јоните да поминат така што батеријата работи. Затоа, кога дрвото конечно ќе се помине, краткиот спој ќе се влоши. Во тестот, литиумската метална батерија инсталирана во новиот сепаратор покажува знаци на постепено откажување за 20 до 30 циклуси.

Во исто време, батеријата и нормалниот (и малку дебел) сепаратор доживуваат ненадејни дефекти во еден циклус. „Во реална сцена, нема да имате никакво претходно предупредување дека батеријата ќе падне. Претходната секунда може да е во ред, ќе се запали или целосно краток спој следната секунда.

Ова е непредвидливо“, изјави Гонзалес. „Но, со нашиот сепаратор, ќе бидете однапред предупредени, се влошувате, станувате полошо, се влошувате, станувате се повеќе и повеќе. „Иако фокусот на оваа студија се батериите од литиум метал, истражувачите велат дека овој сепаратор може да се користи и при јони на литиум и други хемиски реакции на батериите.

Истражувачкиот тим ќе биде посветен на оптимизирање на комерцијалната употреба на сепараторот. Калифорнискиот универзитет во Сан Диего поднесе барање за привремен патент за студијата.