Universiteit van Californië maakt nieuw batterijmembraan om explosies door oververhitting van batterijen te voorkomen door gebruik te maken van koolstofnanobuisnetten

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Kalifornijos San Diego universiteto nanoinžinierius sukūrė saugią funkciją, kuri neleidžia ličio metalo akumuliatoriams greitai įkaisti ir užsidegti, kai juos trumpai sujungia. Liu Ping, nano inžinerijos profesorius iš Kalifornijos, San Diego, paskelbė pranešimą žurnale "Advanced Materials", kuris buvo paskelbtas žurnale "Advanced Materials", kuriame išsamiai pristatė savo darbą. Ličio metalo baterijos turi didelį našumo potencialą, tačiau jas lengva sugesti dabartinėje formoje.

Taip yra dėl to, kad auga adatos struktūra, vadinama dendritiniu kristalu, dendrimaturas susidaro ant anodo po akumuliatoriaus įkrovimo, o separatorius gali būti pradurtas, o separatorius susidaro tarp anodo ir katodo. Barjeras, lėtėjantis energijos ir šilumos srautas. Kai ši kliūtis bus sunaikinta ir elektronai gali tekėti laisviau, jie gamina daugiau kalorijų ir viskas bus nekontroliuojama, o tai sukels baterijos perkaitimą, gedimą, gaisrą ar net sprogimą.

Šias problemas mokslininkai siekia išspręsti ličio metalo baterijose įvairiais būdais, kai ultragarsiniai arba specialūs apsauginiai sluoksniai naudoja ultragarsą arba specialūs apsauginiai sluoksniai yra tik keletas galimybių. Komanda išvalė baterijos dalį, vadinamą diafragma. Diafragma yra barjeras tarp teigiamo elektrodo ir neigiamo elektrodo, todėl, kai akumuliatorius yra trumpas, akumuliatoriuje sukaupta energija (ty šiluma) teka lėtai.

Pirmasis baigiamojo darbo autorius pribloškė: „Mes nesistengiame užkirsti kelio akumuliatoriaus gedimui. Mes tiesiog padarome akumuliatorių saugesnį, todėl jam sugedus akumuliatorius neužsidegs ir nesprogs. Ličio metalo baterijos Po pakartotinio įkrovimo anode atsiras anodas.

Laikui bėgant, dendritinis augimas yra pakankamai ilgas, prasiskverbdamas į diafragmą, pakeldamas tiltą tarp anodo ir katodo, sukeldamas vidinius trumpuosius jungimus. Kai taip nutinka, elektronų srautas tarp dviejų elektrodų prarandamas, todėl akumuliatorius perkaista ir nustoja veikti. Kalifornijos San Diego universiteto mokslininkų komanda iš esmės palengvėjo.

Viena pusė dengia ploną sluoksnį, iš dalies elektrai laidžių anglies nanovamzdelių tinklą, kuris gali sulaikyti bet kokį dendritų susidarymą. Kai dendritinė pasta patenka į diafragmą ir atsitrenkia į anglies nanovamzdelio tinklą, elektroninis turi kanalą, kuris gali lėtai išsikrauti, o ne tiesiai į katodą. Gonzalezas palygins naują akumuliatoriaus separatorių su drenažo taku ant užtvankos.

Jis sakė: „Kai užtvanka pradės buferuoti, atidarysite išsiliejimą ir leisite, kad šiek tiek vandens ištekėtų kontroliuojamai. Tokiu būdu, kai užtvanka tikrai yra užtvanka, vandens, galinčio sukelti potvynius, nėra daug. Tai yra mūsų separatoriaus idėja, kuri labai sumažina įkrovimo iškrovimo greitį, užkertant kelią elektroniniam katodo „užtvindymui“.

Kai dendritą sulaiko laidus separatoriaus sluoksnis, akumuliatorius pradės išsikrauti, todėl kai akumuliatorius trumpas, energijos nepakanka, kad būtų pavojinga. „Kiti baterijų tyrimo darbai yra sutelkti į dendritų prasiskverbimo blokavimą pakankamai stipria medžiaga. Tačiau Gonzalezas sakė, kad šio požiūrio problema yra ta, kad tai tik neišvengiami rezultatai.

Šiems separatoriams vis tiek reikia gerai, kad jonai galėtų praeiti, kad akumuliatorius veiktų. Todėl, kai pagaliau pravažiuosite medį, trumpasis jungimas pablogės. Atliekant bandymą, naujajame separatoriuje įmontuota ličio metalo baterija rodo laipsniško gedimo požymius per 20–30 ciklų.

Tuo pačiu metu akumuliatorius ir įprastas (ir šiek tiek storas) separatorius staiga sugenda per vieną ciklą. „Tikra situacija negausite jokio išankstinio įspėjimo, kad baterija netrukus suges. Ankstesnė sekundė gali būti gerai, kitą sekundę ji užsidegs arba visiškai sutrumpės.

Tai nenuspėjama “, - sakė Gonzalezas. „Bet su mūsų separatoriumi būsite iš anksto įspėtas, blogėja, blogėja, blogėja, vis daugiau ir daugiau,. „Nors šio tyrimo centre yra ličio metalo baterijos, mokslininkai teigia, kad šis separatorius taip pat gali būti naudojamas ličio jonų ir kitose baterijų cheminėse reakcijose.

Mokslininkų komanda bus įsipareigojusi optimizuoti komercinį separatoriaus naudojimą. Kalifornijos universitetas San Diegas pateikė paraišką dėl laikino patento šiam tyrimui.