Universitatea din California produce o nouă diafragmă a bateriei pentru a evita exploziile de supraîncălzire a bateriei prin utilizarea rețelelor de nanotuburi de carbon

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Nanoinginerul de la Universitatea din California San Diego a dezvoltat o caracteristică sigură care împiedică încălzirea rapidă și tragerea rapidă a bateriilor cu litiu metalic atunci când sunt scurtcircuitate. Liu Ping, profesor de nano-inginerie din California, San Diego, a publicat o lucrare în revista „Advanced Materials”, publicată în revista „Advanced Materials”, și-a prezentat în detaliu munca lor. Bateriile cu litiu metalic au un mare potențial în performanță, dar este ușor să se defecteze în forma actuală.

Acest lucru se datorează creșterii structurii acului numită cristal dendritic, dendrimatura se formează pe anod după ce bateria este încărcată, iar separatorul poate fi străpuns, iar separatorul se formează între anod și catod. Barieră, încetinirea fluxului de energie și căldură. Când acest obstacol este distrus și electronii pot circula mai liber, ei produc mai multe calorii, iar lucrurile vor scăpa de sub control, provocând supraîncălzirea bateriei, defecțiuni, incendii, chiar explozii.

Oamenii de știință caută să rezolve aceste probleme în bateriile cu litiu metal într-o varietate de moduri, în care straturile de protecție cu ultrasunete sau speciale folosesc ultrasunete sau straturi speciale de protecție, fiind doar câteva posibilități. Echipa a curățat porțiunea bateriei numită diafragmă. Diafragma este o barieră între electrodul pozitiv și electrodul negativ, astfel încât atunci când bateria este scurtă, energia acumulată în baterie (adică căldura) curge încet.

Primul autor al tezei a uimit: „Nu încercăm să prevenim defectarea bateriei. Doar facem bateria mai sigură, astfel încât atunci când eșuează, bateria nu va lua foc sau exploda. Baterii cu litiu metalic După încărcare repetată, anodul va apărea în anod.

În timp, creșterea dendritică este suficient de lungă, pătrunzând în diafragma, ridicând o punte între anod și catod, provocând scurtcircuite interne. Când se întâmplă acest lucru, fluxul de electroni dintre cei doi electrozi pierde controlul, determinând supraîncălzirea bateriei și încetarea funcționării. Echipa de cercetare de la Universitatea din California San Diego este practic atenuată.

O parte acoperă un strat subțire, rețea de nanotuburi de carbon parțial conductoare electric, care poate intercepta orice formare de dendrite. Când un dendritic pastă diafragma și lovește rețeaua de nanotuburi de carbon, electronicul are un canal, care se poate descărca lent, nu direct în catod. Gonzalez va compara noul separator de baterii cu calea de drenaj de pe baraj.

El a spus: „Când barajul începe să fie tamponat, veți deschide scurgerea, veți lăsa niște apă să curgă într-un mod controlabil. În acest fel, atunci când barajul este într-adevăr un decissete, nu există multă apă care poate provoca inundații. Aceasta este ideea separatorului nostru, care reduce foarte mult viteza de descărcare a încărcării, prevenind „inundarea” electronică a catodului.

Când dendriticul este interceptat de stratul conductor al separatorului, bateria va începe să se descarce, astfel încât atunci când bateria este scurtă, nu există suficientă energie pentru a fi periculoasă. „Alte lucrări de cercetare a bateriilor se concentrează în blocarea pătrunderii dendritelor cu un material suficient de puternic. Dar Gonzalez a spus că o problemă cu această abordare este că este extins doar rezultate inevitabile.

Aceste separatoare încă au nevoie de bine, permițând ionilor să treacă, astfel încât bateria să funcționeze. Prin urmare, atunci când copacul este în cele din urmă trecut, scurtcircuitul se va agrava. În cadrul testului, bateria cu litiu metal instalată în noul separator prezintă semne că se defectează treptat în 20 până la 30 de cicluri.

În același timp, acumulatorul și un separator normal (și ușor gros) experimentează defecțiuni bruște într-un singur ciclu. „Într-o scenă de caz real, nu veți avea niciun avertisment prealabil despre faptul că bateria este pe cale să se defecteze. Secunda anterioară poate fi ok, va lua foc sau va scurtcircuita complet următoarea secundă.

Acest lucru este imprevizibil”, a spus Gonzalez. „Dar cu separatorul nostru, vei fi avertizat din timp, tot mai rău, tot mai rău, tot mai rău. „Deși acest studiu se concentrează asupra bateriilor cu litiu metal, cercetătorii spun că acest separator poate fi folosit și în ionii de litiu și alte reacții chimice ale bateriilor.

Echipa de cercetare se va angaja să optimizeze utilizarea comercială a separatorului. Universitatea din California din San Diego a solicitat un brevet temporar pentru studiu.