Mogelijke oplossingen voor de dendridegroei van oplaadbare lithium-ionbatterijen oplossen

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Het onderzoeksteam van de vice-professor aan de Universiteit van Davis in Californië publiceerde een nieuw artikel in "Science Progress", waarin een mogelijke oplossing wordt voorgesteld om oplaadbare lithium-ionbatterijdendrieten op te lossen. Het WAN-team bewijst dat ionen die dicht bij de kathode stromen, de veiligheid en levensduur van deze oplaadbare batterijen van de volgende generatie kunnen verlengen. Lithium-metaalbatterijen gebruiken lithium-metaal als anode.

Deze batterijen hebben een hoge ladingsdichtheid en kunnen worden verdubbeld, maar de veiligheid is een groot probleem. Wanneer ze worden opgeladen, worden sommige ionen gereduceerd tot een lithiummetaal op het oppervlak van de kathode en vormen ze een onregelmatige boommicrostructuur, een dendritische structuur genoemd, die uiteindelijk kan leiden tot kortsluiting of zelfs een explosie. In theorie wordt de groei van dendritische kristallen veroorzaakt door concurrentie tussen kwaliteitslevering en lithiumionen in de buurt van het kathodeoppervlak.

Wanneer de reductiesnelheid van het ion hoger is dan de massaoverdrachtsnelheid, ontstaat er een elektronneutrale kloof die geen ionen bevat in de buurt van de kathode. Deze kloof wordt een ruimtelijke ladingslaag genoemd. Er wordt aangenomen dat de instabiliteit van deze laag de groei van dendrieten kan veroorzaken, waardoor de groei van dendrieten kan worden verminderd of geëlimineerd, wat de levensduur van de batterij kan verlengen. Lithium-metaalbatterijen kunnen gemakkelijk metaaldendrieten produceren, waardoor kortsluiting of een explosie van de batterij kan ontstaan.

Ingenieurs van de Universiteit van Californië in Davis tonen aan dat ionenbreuken in de buurt van de kathode dit probleem kunnen voorkomen. In deze afbeelding kan de stroomsnelheid van de vergrote elektrode de groei van dendritische kristallen op het oppervlak verminderen. Het idee achter deoxidatie is dat het WAN voor 99% wordt gereduceerd, namelijk om ionen door kathodes in het microfluïdische kanaal te laten stromen om de lading te herstellen en deze opening te dichten.

In het artikel beschrijft het team de conceptuele verificatietest, waaruit blijkt dat deze ionenstroom de groei van dendrieten met 99% kan verminderen. Voor WAN is dit onderzoek interessant omdat het de effectiviteit van het gebruik van microfluïdische technologie voor batterijgerelateerde problemen aantoont en de weg vrijmaakt voor toekomstig onderzoek op dit gebied. Hij zei: "Door middel van dit fundamentele onderzoek en de microfluïdische methode kunnen we de effecten van stroming op dendrieten kwantificeren.

""Er zijn niet veel onderzoeksteams die dit kunnen onderzoeken. ". "Hoewel het onmogelijk is om microfluïdum te integreren in echte batterijen, is het WAN-team op zoek naar andere methoden om het basisprincipe van deze studie toe te passen en lokale stroming te introduceren nabij het oppervlak van de kathode om kationen te compenseren en ruimtelijke ladingslagen te elimineren.

Hij zei: "We zijn erg blij dat we onze nieuwe toepassing kunnen verkennen. "We zijn bezig geweest met het ontwerpen van het kathodeoppervlak om convectie te introduceren. ".