Найти потенциальные решения для роста дендридов в перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторах
作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija
Исследовательская группа под руководством вице-профессора Университета Дэвиса (Калифорния) опубликовала новую статью в журнале «Science Progress», в которой предлагается потенциальное решение проблемы дендритов литиевых аккумуляторов. Команда WAN доказывает, что ионы, протекающие вблизи катода, могут продлить безопасность и срок службы аккумуляторных батарей следующего поколения. Литий-металлический аккумулятор использует в качестве анода металлический литий.
Эти батареи имеют высокую плотность заряда и могут быть удвоены, но безопасность представляет собой большую проблему. При зарядке некоторые ионы восстанавливаются до металлического лития на поверхности катода и образуют нерегулярную древовидную микроструктуру, называемую дендритной, что в конечном итоге может привести к коротким замыканиям или даже взрыву. Теоретически рост дендритных кристаллов обусловлен конкуренцией качественной доставки и ионов лития вблизи поверхности катода.
Когда скорость восстановления иона превышает скорость переноса массы, вблизи катода образуется электронно-нейтральный зазор, не содержащий ионов, называемый слоем пространственного заряда. Считается, что нестабильность этого слоя может вызвать рост дендритов, поэтому его уменьшение или устранение может замедлить рост дендритов, тем самым продлевая срок службы батареи. Литий-металлические батареи могут легко образовывать металлические дендриты, которые могут вызвать короткое замыкание или взрыв батареи.
Инженеры Калифорнийского университета в Дэвисе показывают, что ионные дефекты вблизи катода могут предотвратить эту проблему. На этом рисунке увеличение скорости потока электрода может уменьшить рост дендритных кристаллов на поверхности. Идея раскисления на 99% WAN заключается в том, чтобы заставить ионы течь через катоды в микрофлюидном канале для восстановления зарядов и восполнения этого пробела.
В статье группа описывает свой концептуальный проверочный тест, который показал, что этот поток ионов может уменьшить рост дендритов на 99%. Для WAN это исследование является интересным, поскольку оно демонстрирует эффективность использования микрофлюидной технологии для решения проблем, связанных с аккумуляторами, и прокладывает путь для будущих исследований в этой области. Он сказал: «Благодаря этому фундаментальному исследованию и микрофлюидному методу мы можем количественно оценить воздействие потока на дендриты.
"" Нет большого количества исследовательских групп, которые бы занимались этим. ". «Хотя интегрировать микрожидкость в реальные батареи невозможно, команда WAN ищет другие методы применения основного принципа этого исследования и внедрения локального потока вблизи поверхности катода для компенсации катионов и устранения слоев пространственного заряда.
Он сказал: «Мы очень рады изучить наше новое приложение. «Мы занимались проектированием поверхности катода для внедрения конвекции. ".