Rešite potencialne rešitve za rast dendridov litij-ionskih baterij za ponovno polnjenje

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Raziskovalna skupina podprofesorja Univerze v Davisu v Kaliforniji je objavila nov članek v "Science Progress", v katerem predlaga možno rešitev za reševanje dendritov litijevih baterij za ponovno polnjenje. Skupina WAN dokazuje, da lahko ioni, ki tečejo blizu katode, podaljšajo varnost in življenjsko dobo teh polnilnih baterij naslednje generacije. Litij-kovinska baterija uporablja kovinski litij kot anodo.

Te baterije imajo visoko gostoto napolnjenosti in se lahko podvojijo, vendar je varnost velik problem. Ko se napolnijo, se nekateri ioni reducirajo v kovinski litij na površini katodne površine in tvorijo nepravilno drevesno mikrostrukturo, imenovano dendritik, kar lahko sčasoma povzroči kratke stike ali celo eksplozijo. V teoriji je rast dendritičnih kristalov posledica tekmovanja med kakovostno dostavo in litijevim ionom blizu površine katode.

Ko je hitrost redukcije iona večja od hitrosti prenosa mase, povzroči elektronsko nevtralno vrzel, ki ne vsebuje ionov v bližini katode, imenovano prostorska plast naboja. Domneva se, da lahko nestabilnost te plasti povzroči rast dendritov, zato njeno zmanjšanje ali odstranitev lahko zmanjša rast dendritov in s tem podaljša življenjsko dobo baterije. Litijeve kovinske baterije lahko zlahka proizvedejo kovinske dendrite, ki lahko povzročijo kratek stik ali eksplozijo baterije.

Inženirji na kalifornijski univerzi Davis kažejo, da lahko napake ionov v bližini katode preprečijo to težavo. Na tej sliki lahko hitrost pretoka povečane elektrode zmanjša rast dendritičnih kristalov na površini. Zamisel o zmanjšanju deoksidacije za 99 % WAN je, da se ioni pretakajo skozi katode v mikrofluidnem kanalu, da obnovijo naboje in nadomestijo to vrzel.

Ekipa v prispevku opiše svoj konceptualni verifikacijski test in ugotovila, da lahko ta ionski tok zmanjša rast dendritov za 99 %. Za WAN je ta študija vznemirljiva, ker kaže na učinkovitost uporabe mikrofluidne tehnologije pri vprašanjih, povezanih z baterijo, in je utrla pot za prihodnje raziskave na tem področju. Rekel je: "S to osnovno raziskavo in mikrofluidno metodo lahko kvantificiramo učinke toka na dendrite.

"" Ni veliko raziskovalnih skupin, ki bi to preučevale. ". "Čeprav je nemogoče integrirati mikrotekočino v dejanske baterije, ekipa WAN išče druge metode za uporabo osnovnega principa te študije in uvedbo lokalnega toka blizu površine katode za kompenzacijo kationov in odpravo prostorskih plasti naboja.

Rekel je: "Zelo smo veseli, da raziskujemo našo novo aplikacijo. "Načrtovali smo površino katode za uvedbo konvekcije. ".