Universiti California membuat diafragma bateri baharu untuk mengelakkan letupan terlalu panas bateri dengan menggunakan jaring tiub nano karbon

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Портативті электр станциясының жеткізушісі

Jurutera nano Universiti California San Diego telah membangunkan ciri selamat yang menghalang bateri logam litium daripada dipanaskan dengan pantas dan dinyalakan apabila ia dilitar pintas. Liu Ping, seorang profesor kejuruteraan nano dari California, San Diego, menerbitkan kertas kerja dalam majalah "Bahan Terperinci", yang diterbitkan dalam majalah "Bahan Terperinci", memperkenalkan karya mereka secara terperinci. Bateri logam litium mempunyai potensi besar dalam prestasi, tetapi ia mudah gagal dalam bentuk semasa.

Ini disebabkan oleh pertumbuhan struktur jarum yang dipanggil kristal dendritik, dendrimatur terbentuk pada anod selepas bateri dicas, dan pemisah boleh ditembusi, dan pemisah terbentuk antara anod dan katod. Penghalang, memperlahankan tenaga dan aliran haba. Apabila halangan ini dimusnahkan dan elektron boleh mengalir dengan lebih bebas, ia menghasilkan lebih banyak kalori, dan keadaan akan menjadi tidak terkawal, menyebabkan bateri menjadi terlalu panas, gagal, kebakaran, malah letupan.

Para saintis sedang berusaha untuk menyelesaikan masalah ini dalam bateri logam litium dalam pelbagai cara, di mana lapisan pelindung ultrasonik atau khas menggunakan ultrabunyi atau lapisan pelindung khas daripada menjadi beberapa kemungkinan sahaja. Pasukan itu telah mengosongkan bahagian bateri yang dipanggil diafragma. Diafragma adalah penghalang antara elektrod positif dan elektrod negatif, supaya apabila bateri pendek, tenaga yang terkumpul dalam bateri (iaitu, haba) mengalir Perlahan.

Pengarang pertama tesis itu terkejut: "Kami tidak cuba menghalang kegagalan bateri. Kami hanya membuat bateri lebih selamat, jadi apabila ia gagal, bateri tidak akan terbakar atau meletup. Bateri logam litium Selepas pengecasan berulang kali, anod akan muncul dalam anod.

Dari masa ke masa, pertumbuhan dendritik cukup lama, menembusi diafragma, menaikkan jambatan antara anod dan katod, menyebabkan litar pintas dalaman. Apabila ini berlaku, aliran elektron antara dua elektrod hilang kawalan, menyebabkan bateri menjadi terlalu panas dan berhenti berfungsi. Pasukan penyelidik di University of California San Diego pada dasarnya dikurangkan.

Satu sisi meliputi lapisan nipis, rangkaian nanotube karbon konduktif separa elektrik, yang boleh memintas sebarang pembentukan dendrit. Apabila dendritik menampal diafragma dan mengenai jaring nanotube karbon, elektronik mempunyai saluran, yang boleh menyahcas perlahan-lahan, bukan terus ke katod. Gonzalez akan membandingkan pemisah bateri baharu dengan laluan saliran di empangan.

Dia berkata: "Apabila empangan mula ditampan, anda akan membuka tumpahan, biarkan sedikit air mengalir keluar dengan cara yang boleh dikawal. Dengan cara ini, apabila empangan itu benar-benar decissete, tidak banyak air yang boleh menyebabkan banjir. Ini adalah idea pemisah kami, yang sangat mengurangkan kelajuan pelepasan cas, menghalang "banjir" elektronik ke katod.

Apabila dendritik dipintas oleh lapisan konduktif pemisah, bateri akan mula dinyahcas, jadi apabila bateri pendek, tidak ada tenaga yang cukup untuk berbahaya. “Kerja penyelidikan bateri lain tertumpu dalam menyekat penembusan dendrit dengan bahan yang cukup kuat. Tetapi Gonzalez berkata bahawa masalah dengan pendekatan ini ialah ia hanya memanjangkan hasil yang tidak dapat dielakkan.

Pemisah ini masih memerlukannya dengan baik, membenarkan ion melepasi supaya bateri berfungsi. Oleh itu, apabila pokok itu akhirnya dilalui, litar pintas akan menjadi lebih teruk. Dalam ujian, bateri logam litium yang dipasang di pemisah baharu menunjukkan tanda-tanda kegagalan secara beransur-ansur dalam 20 hingga 30 kitaran.

Pada masa yang sama, pengalaman bateri dan pemisah biasa (dan tebal sedikit) tiba-tiba rosak dalam satu kitaran. "Dalam adegan kes sebenar, anda tidak akan mempunyai sebarang pra-amaran tentang bateri akan gagal. Detik sebelumnya mungkin ok, ia akan terbakar atau litar pintas sepenuhnya pada detik seterusnya.

Ini tidak dapat diramalkan,” kata Gonzalez. "Tetapi dengan pemisah kami, anda akan diberi amaran lebih awal, semakin teruk, semakin teruk, semakin teruk, semakin banyak,. "Walaupun fokus kajian ini adalah bateri logam litium, penyelidik mengatakan bahawa pemisah ini juga boleh digunakan dalam ion litium dan tindak balas kimia bateri yang lain.

Pasukan penyelidik akan komited untuk mengoptimumkan penggunaan komersial pemisah. Universiti California San Diego telah memohon paten sementara untuk kajian itu.