Калифорнийн их сургууль нүүрстөрөгчийн нано гуурсан тор ашиглан батерейны хэт халалтын дэлбэрэлтээс сэргийлэхийн тулд шинэ батерейны диафрагм бүтээжээ.

Awdur: Iflowpower - Leverantör av bärbar kraftverk

Сан Диегогийн Калифорнийн Их Сургуулийн нано инженер лити металл батерейг богино холболттой үед хурдан халааж, асаахаас сэргийлдэг аюулгүй ажиллагааг зохион бүтээжээ. Сан Диего мужийн Калифорнийн нано инженерчлэлийн профессор Лю Пин "Advanced Materials" сэтгүүлд хэвлэгдсэн "Advanced Materials" сэтгүүлд өгүүлэл нийтэлж, тэдний ажлын талаар дэлгэрэнгүй танилцуулав. Лити металлын батерейнууд нь гүйцэтгэлийн хувьд асар их боломжуудтай боловч одоогийн хэлбэрээр бүтэлгүйтэхэд хялбар байдаг.

Энэ нь дендрит болор гэж нэрлэгддэг зүүний бүтцийн өсөлтөөс шалтгаалж, аккумуляторыг цэнэглэсний дараа анод дээр дендриматур үүсч, сепараторыг цоолж болох ба анод ба катодын хооронд сепаратор үүсдэг. Саад, эрчим хүч, дулааны урсгалыг удаашруулдаг. Энэ саадыг устгаж, электронууд илүү чөлөөтэй урсах үед тэд илүү их калори үйлдвэрлэж, бүх зүйл хяналтаас гарч, батарей хэт халалт, доголдол, гал түймэр, тэр ч байтугай дэлбэрэлт үүсгэдэг.

Эрдэмтэд литийн металл батерейны эдгээр асуудлыг янз бүрийн аргаар шийдвэрлэхийг эрэлхийлж байгаа бөгөөд хэт авианы эсвэл тусгай хамгаалалтын давхарга нь хэт авиан эсвэл тусгай хамгаалалтын давхаргыг ашигладаг бөгөөд цөөн тооны боломжууд байдаг. Батерейны диафрагм гэж нэрлэгддэг хэсгийг цэвэрлэсэн байна. Диафрагм нь эерэг электрод ба сөрөг электродын хоорондох хаалт бөгөөд ингэснээр зай богино байх үед зайнд хуримтлагдсан энерги (өөрөөр хэлбэл дулаан) урсдаг.

Диссертацийн анхны зохиогч гайхаж: "Бид батерейны эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийг хичээдэггүй. Бид зүгээр л батерейг илүү найдвартай болгодог тул амжилтгүй болсон үед батерей нь галд өртөхгүй, дэлбэрэхгүй. Лити металл батерей Давтан цэнэглэсний дараа анод нь анод дээр гарч ирнэ.

Цаг хугацаа өнгөрөхөд дендритийн өсөлт хангалттай урт, диафрагм руу нэвтэрч, анод ба катодын хоорондох гүүрийг дээшлүүлж, дотоод богино холболт үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд хоёр электродын хоорондох электрон урсгалын хяналт алдагдаж, батарей хэт халж, ажиллахаа болино. Калифорнийн Сан Диегогийн их сургуулийн судалгааны багийнхан үндсэндээ хөнгөвчилсөн.

Нэг тал нь нимгэн давхаргыг хамардаг, хэсэгчлэн цахилгаан дамжуулах чадвартай нүүрстөрөгчийн нано хоолойн сүлжээг хамардаг бөгөөд энэ нь дендрит үүсэхээс сэргийлдэг. Дендрит нь диафрагмыг нааж, нүүрстөрөгчийн нано гуурсан торыг цохиход электрон суваг шууд катод руу биш, аажмаар урсах сувагтай байдаг. Гонзалес шинэ зай тусгаарлагчийг далан дээрх ус зайлуулах замтай харьцуулах болно.

Тэрээр хэлэхдээ: "Далан хаагдаж эхлэхэд та асгарсан хэсгийг онгойлгож, хяналттай ус урсгах болно. Энэ мэтчилэн далан үнэхээр децисстэй үед үер болохуйц их ус байдаггүй. Энэ бол катод руу электрон "үер" орохоос сэргийлж, цэнэгийн цэнэгийн хурдыг эрс багасгадаг манай тусгаарлагчийн санаа юм.

Дендрит нь сепараторын дамжуулагч давхаргад таслагдах үед зай цэнэггүй болж эхэлдэг тул зай богино байх үед аюултай байх хангалттай эрчим хүч байхгүй болно. "Батерейны бусад судалгааны ажил хангалттай бат бөх материалаар дендритийн нэвтрэлтийг хаахад чиглэгддэг. Гэхдээ Гонзалес хэлэхдээ, энэ аргын асуудал бол зөвхөн уртасгах зайлшгүй үр дүн юм.

Эдгээр тусгаарлагч нь сайн шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд батерейг ажиллуулахын тулд ионуудыг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Тиймээс, модыг эцэст нь өнгөрөхөд богино холболт улам дордох болно. Туршилтаар шинэ тусгаарлагчид суурилуулсан литийн металл батерей нь 20-30 циклийн дараа аажмаар доголдох шинж тэмдгийг харуулж байна.

Үүний зэрэгцээ, зай болон ердийн (ба бага зэрэг зузаан) тусгаарлагч нь нэг мөчлөгт гэнэт алдаа гардаг. "Бодит тохиолдлын үед та батарей ажиллахгүй болох талаар урьдчилан анхааруулахгүй. Өмнөх секунд нь зүгээр байж магадгүй, дараагийн секундэд гал гарах эсвэл бүрэн богино холболт үүсэх болно.

Энэ бол урьдчилан таамаглах аргагүй юм "гэж Гонзалес хэлэв. "Гэхдээ манай тусгаарлагчаар танд урьдчилан анхааруулах болно, улам дордох, улам дордох, улам дордох, улам бүр нэмэгдэх болно. "Хэдийгээр энэ судалгааны гол сэдэв нь лити металлын батерейнууд байсан ч судлаачид энэхүү тусгаарлагчийг литийн ион болон бусад зайны химийн урвалуудад ашиглаж болно гэж судлаачид хэлж байна.

Судалгааны баг нь тусгаарлагчийн арилжааны хэрэглээг оновчтой болгохын төлөө ажиллах болно. Сан Диегогийн Калифорнийн Их Сургууль судалгаанд зориулж түр патент авах хүсэлт гаргасан байна.