Kalifornijska univerza izdeluje novo baterijsko membrano, da prepreči eksplozije zaradi pregretja baterije z uporabo mrež iz ogljikovih nanocevk

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Nano-inženir s kalifornijske univerze San Diego je razvil varno funkcijo, ki preprečuje, da bi se litijeve kovinske baterije hitro segrele in sprožile, ko so v kratkem stiku. Liu Ping, profesor nano-inženiringa iz Kalifornije v San Diegu, je objavil članek v reviji "Advanced Materials", objavljen v reviji "Advanced Materials", podrobno predstavil njihovo delo. Litij-kovinske baterije imajo velik potencial pri delovanju, vendar jih je v trenutni obliki enostavno odpovedati.

To je posledica rasti igelne strukture, imenovane dendritični kristal, dendrimatura se oblikuje na anodi, ko je baterija napolnjena, separator pa je mogoče preluknjati, separator pa se oblikuje med anodo in katodo. Pregrada, ki upočasni pretok energije in toplote. Ko je ta ovira uničena in lahko elektroni tečejo bolj prosto, proizvedejo več kalorij in stvari bodo ušle izpod nadzora, kar bo povzročilo pregrevanje baterije, okvaro, požar ali celo eksplozijo.

Znanstveniki skušajo rešiti te težave pri litijevih kovinskih baterijah na različne načine, kjer ultrazvok ali posebne zaščitne plasti uporabljajo ultrazvok ali posebne zaščitne plasti, kar je le nekaj možnosti. Ekipa je očistila del baterije, imenovan diafragma. Membrana je pregrada med pozitivno in negativno elektrodo, tako da, ko je baterija kratka, energija, nakopičena v bateriji (to je toplota), teče počasi.

Prvi avtor diplomske naloge je osupel: »Ne poskušamo preprečiti izpada baterije. Baterijo samo naredimo bolj varno, tako da se baterija, ko odpove, ne vname ali eksplodira. Litij-kovinske baterije Po večkratnem polnjenju se bo anoda pojavila v anodi.

Sčasoma je dendritična rast dovolj dolga, prodre skozi diafragmo, dvigne most med anodo in katodo, kar povzroči notranje kratke stike. Ko se to zgodi, se izgubi nadzor nad pretokom elektronov med elektrodama, zaradi česar se baterija pregreje in preneha delovati. Raziskovalna skupina na kalifornijski univerzi San Diego je v bistvu olajšana.

Ena stran pokriva tanko plast, delno električno prevodno mrežo ogljikovih nanocevk, ki lahko prestreže kakršno koli tvorbo dendritov. Ko dendritična pasta zadene diafragmo in zadene mrežo ogljikovih nanocevk, ima elektronika kanal, ki se lahko počasi prazni, ne neposredno na katodo. Gonzalez bo nov separator baterij primerjal z drenažno potjo na jezu.

Rekel je: "Ko se bo jez začel varovati, boste odprli razlitje in pustili, da nekaj vode odteče na nadzorovan način. Na ta način, ko je jez res deciset, ni veliko vode, ki bi lahko povzročila poplave. To je ideja našega separatorja, ki močno zmanjša hitrost praznjenja naboja in preprečuje elektronsko "poplavo" na katodo.

Ko dendritik prestreže prevodna plast separatorja, se bo baterija začela prazniti, tako da, ko je baterija kratka, ni dovolj energije, da bi bila nevarna. "Druga raziskava baterij je osredotočena na blokiranje prodiranja dendritov z dovolj močnim materialom. Toda Gonzalez je dejal, da je težava s tem pristopom v tem, da so le razširjeni neizogibni rezultati.

Ti separatorji še vedno potrebujejo vodnjak, ki omogoča prehod ionov, tako da baterija deluje. Zato se bo kratek stik poslabšal, ko bo drevo končno prečkano. Pri preskusu litijeva kovinska baterija, nameščena v novem separatorju, kaže znake postopne okvare v 20 do 30 ciklih.

Istočasno se v enem ciklu nenadoma pokvarita baterija in običajen (in nekoliko debel) separator. "V realnem primeru ne boste imeli nobenega predhodnega opozorila o tem, da bo baterija kmalu odpovedala. Prejšnja sekunda je lahko v redu, naslednjo sekundo bo zagorelo ali bo prišlo do popolnega kratkega stika.

To je nepredvidljivo," je dejal Gonzalez. "Toda z našim ločilnikom boste vnaprej opozorjeni, čedalje slabše, čedalje slabše, čedalje slabše, čedalje bolj. "Čeprav so v središču te študije litijeve kovinske baterije, raziskovalci pravijo, da se ta separator lahko uporablja tudi pri litijevih ionih in drugih kemičnih reakcijah baterij.

Raziskovalna skupina se bo zavzemala za optimizacijo komercialne uporabe separatorja. Kalifornijska univerza San Diego je zaprosila za začasni patent za študijo.