क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालयले कार्बन नानोट्यूब नेट प्रयोग गरेर ब्याट्री अत्यधिक तातो हुने विस्फोटबाट बच्न नयाँ ब्याट्री डायफ्राम बनाएको छ

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, सान डिएगोका न्यानो-इन्जिनियरले एउटा सुरक्षित सुविधा विकास गरेका छन् जसले लिथियम धातुको ब्याट्रीहरूलाई छोटो सर्किट हुँदा छिटो न्यानो हुन र फायर हुनबाट रोक्छ। क्यालिफोर्निया, सान डिएगोका न्यानो-इन्जिनियरिङका प्राध्यापक लिउ पिङले "एडभान्स्ड मटेरियल्स" पत्रिकामा प्रकाशित "एडभान्स्ड मटेरियल्स" पत्रिकामा आफ्नो कामको विस्तृत परिचय गराएका थिए। लिथियम धातु ब्याट्रीहरूमा प्रदर्शनको ठूलो सम्भावना हुन्छ, तर हालको रूपमा यो असफल हुन सजिलो छ।

यो डेन्ड्राइटिक क्रिस्टल भनिने सुई संरचनाको वृद्धिको कारणले हो, ब्याट्री चार्ज भएपछि एनोडमा डेन्ड्रिमेचर बनाइन्छ, र विभाजकलाई छेड्न सकिन्छ, र एनोड र क्याथोडको बीचमा विभाजक बनाइन्छ। अवरोध, सुस्त ऊर्जा र ताप प्रवाह। जब यो अवरोध नष्ट हुन्छ र इलेक्ट्रोनहरू स्वतन्त्र रूपमा प्रवाहित हुन सक्छन्, तिनीहरूले बढी क्यालोरी उत्पादन गर्छन्, र चीजहरू नियन्त्रण बाहिर हुनेछन्, जसले गर्दा ब्याट्री अत्यधिक तातो हुने, विफल हुने, आगो लाग्ने, र विस्फोट पनि हुने सम्भावना हुन्छ।

वैज्ञानिकहरूले लिथियम धातु ब्याट्रीहरूमा यी समस्याहरूलाई विभिन्न तरिकाले समाधान गर्न खोजिरहेका छन्, जहाँ अल्ट्रासोनिक वा विशेष सुरक्षात्मक तहहरूले अल्ट्रासाउन्ड वा विशेष सुरक्षात्मक तहहरू प्रयोग गर्छन् जुन केही सम्भावनाहरू मात्र हुन्। टोलीले ब्याट्रीको डायफ्राम भनिने भाग सफा गरेको छ। डायफ्राम भनेको सकारात्मक इलेक्ट्रोड र नकारात्मक इलेक्ट्रोड बीचको अवरोध हो, जसले गर्दा ब्याट्री छोटो हुँदा, ब्याट्रीमा जम्मा भएको ऊर्जा (अर्थात्, ताप) बिस्तारै प्रवाह हुन्छ।

थेसिसको पहिलो लेखक छक्क परे: "हामी ब्याट्री फेल हुनबाट रोक्ने प्रयास गर्दैनौं। हामी ब्याट्रीलाई अझ सुरक्षित बनाउँछौं, ताकि जब यो बिग्रन्छ, ब्याट्रीमा आगो लाग्दैन वा विस्फोट हुँदैन। लिथियम धातुका ब्याट्रीहरू बारम्बार चार्ज गरेपछि, एनोडमा एनोड देखा पर्नेछ।

समय बित्दै जाँदा, डेन्ड्राइटिक वृद्धि पर्याप्त लामो हुन्छ, डायाफ्राममा प्रवेश गर्छ, एनोड र क्याथोड बीचको पुल बनाउँछ, जसले गर्दा आन्तरिक सर्ट सर्किट हुन्छ। जब यो हुन्छ, दुई इलेक्ट्रोडहरू बीचको इलेक्ट्रोन प्रवाह नियन्त्रण गुमाउँछ, जसले गर्दा ब्याट्री धेरै तातो हुन्छ र काम गर्न बन्द हुन्छ। क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय सान डिएगोको अनुसन्धान टोली मूलतः सहज छ।

एउटा छेउले पातलो तह, आंशिक रूपमा विद्युतीय रूपमा प्रवाहकीय कार्बन नानोट्यूब नेटवर्कलाई ढाक्छ, जसले डेन्ड्राइटको कुनै पनि गठनलाई रोक्न सक्छ। जब डेन्ड्राइटिकले डायाफ्राममा टाँस्छ र कार्बन नानोट्यूब नेटमा ठोक्किन्छ, इलेक्ट्रोनिकमा एउटा च्यानल हुन्छ, जुन सिधै क्याथोडमा नभई बिस्तारै डिस्चार्ज हुन सक्छ। गोन्जालेजले नयाँ ब्याट्री विभाजकलाई बाँधको जल निकासी मार्गसँग तुलना गर्नेछन्।

उनले भने: "जब बाँध बफर हुन थाल्छ, तपाईंले पोखिएको पानी खोल्नुहुनेछ, केही पानी नियन्त्रणयोग्य तरिकाले बाहिर निस्कन दिनुहुनेछ।" यसरी, जब बाँध साँच्चै नै क्षतिग्रस्त हुन्छ, त्यहाँ बाढी निम्त्याउन सक्ने धेरै पानी हुँदैन। यो हाम्रो विभाजकको विचार हो, जसले चार्जको डिस्चार्ज गतिलाई धेरै कम गर्छ, जसले क्याथोडमा इलेक्ट्रोनिक "फ्लोडिङ" लाई रोक्छ।

जब डेन्ड्राइटिकलाई विभाजकको प्रवाहकीय तहले रोक्छ, ब्याट्री डिस्चार्ज हुन थाल्छ, त्यसैले जब ब्याट्री छोटो हुन्छ, खतरनाक हुन पर्याप्त ऊर्जा हुँदैन। "अन्य ब्याट्री अनुसन्धान कार्य पर्याप्त बलियो सामग्रीको साथ डेन्ड्राइटहरूको प्रवेश रोक्नमा केन्द्रित छ। तर गोन्जालेजले भने कि यस दृष्टिकोणको समस्या यो हो कि यो केवल विस्तारित अपरिहार्य परिणाम हो।

यी विभाजकहरूलाई अझै पनि राम्रो चाहिन्छ, जसले ब्याट्रीले काम गर्न आयनहरूलाई पास गर्न अनुमति दिन्छ। त्यसकारण, जब रूख अन्ततः पारित हुन्छ, सर्ट सर्किट झनै खराब हुनेछ। परीक्षणमा, नयाँ विभाजकमा जडान गरिएको लिथियम धातु ब्याट्रीले २० देखि ३० चक्रमा बिस्तारै असफल हुने संकेतहरू देखाउँछ।

एकै समयमा, ब्याट्री र सामान्य (र थोरै बाक्लो) विभाजकले एक चक्रमा अचानक त्रुटि अनुभव गर्छ। "वास्तविक केस दृश्यमा, तपाईंलाई ब्याट्री बिग्रन लागेको बारेमा कुनै पूर्व-चेतावनी हुनेछैन। अघिल्लो सेकेन्ड ठीक हुन सक्छ, अर्को सेकेन्डमा आगो लाग्न सक्छ वा पूर्ण रूपमा सर्ट सर्किट हुन सक्छ।

"यो अप्रत्याशित छ," गोन्जालेजले भने। "तर हाम्रो विभाजकको साथ, तपाईंलाई पहिले नै चेतावनी दिइनेछ, झन् खराब हुँदै गइरहेको छ, झन् खराब हुँदै गइरहेको छ, झन् झन् खराब हुँदै गइरहेको छ, झन् झन् बढी हुँदै गइरहेको छ।" "यद्यपि यस अध्ययनको केन्द्रबिन्दु लिथियम धातु ब्याट्रीहरू हुन्, अनुसन्धानकर्ताहरू भन्छन् कि यो विभाजक लिथियम आयनहरू र अन्य ब्याट्री रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।"

अनुसन्धान टोली विभाजकको व्यावसायिक प्रयोगलाई अनुकूलन गर्न प्रतिबद्ध हुनेछ। क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय सान डिएगोले अध्ययनको लागि अस्थायी पेटेन्टको लागि आवेदन दिएको छ।