Universiteti i Kalifornisë prodhon diafragmë të re të baterisë për të shmangur shpërthimet e mbinxehjes së baterisë duke përdorur rrjeta nanotuba karboni

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Портативті электр станциясының жеткізушісі

Nano-inxhinieri i Universitetit të Kalifornisë në San Diego ka zhvilluar një veçori të sigurt që parandalon ngrohjen dhe ndezjen e shpejtë të baterive metalike të litiumit kur ato janë në qark të shkurtër. Liu Ping, një profesor i nano-inxhinierisë nga Kalifornia, San Diego, botoi një punim në revistën "Advanced Materials", botuar në revistën "Advanced Materials", prezantoi në detaje punën e tyre. Bateritë metalike të litiumit kanë potencial të madh në performancë, por është e lehtë të dështojnë në formën aktuale.

Kjo është për shkak të rritjes së strukturës së gjilpërës të quajtur kristal dendritik, dendrimature formohet në anodë pasi bateria të ngarkohet, dhe ndarësi mund të shpohet dhe ndarësi formohet midis anodës dhe katodës. Barriera, ngadalësimi i rrjedhës së energjisë dhe nxehtësisë. Kur kjo pengesë shkatërrohet dhe elektronet mund të rrjedhin më lirshëm, ato prodhojnë më shumë kalori dhe gjërat do të jenë jashtë kontrollit, duke shkaktuar mbinxehje të baterisë, dështim, zjarr, madje edhe shpërthim.

Shkencëtarët po kërkojnë t&39;i zgjidhin këto probleme në bateritë metalike të litiumit në mënyra të ndryshme, ku shtresat mbrojtëse tejzanor ose speciale përdorin ultratinguj ose shtresa të veçanta mbrojtëse, duke mos qenë vetëm disa mundësi. Ekipi ka pastruar pjesën e baterisë të quajtur diafragmë. Diafragma është një pengesë midis elektrodës pozitive dhe elektrodës negative, kështu që kur bateria është e shkurtër, energjia e akumuluar në bateri (d.m.th. nxehtësia) rrjedh ngadalë.

Autori i parë i tezës u habit: "Ne nuk përpiqemi të parandalojmë dështimin e baterisë. Ne thjesht e bëjmë baterinë më të sigurt, kështu që kur ajo dështon, bateria nuk do të marrë zjarr ose shpërthim. Bateritë metalike litium Pas ngarkimit të përsëritur, anoda do të shfaqet në anodë.

Me kalimin e kohës, rritja dendritike është mjaft e gjatë, duke depërtuar në diafragmë, duke ngritur një urë midis anodës dhe katodës, duke shkaktuar qarqe të shkurtra të brendshme. Kur kjo ndodh, rrjedha e elektroneve midis dy elektrodave humbet kontrollin, duke bërë që bateria të nxehet dhe të ndalojë së punuari. Ekipi hulumtues në Universitetin e Kalifornisë në San Diego është në thelb i lehtësuar.

Njëra anë mbulon një shtresë të hollë, një rrjet nanotuba karboni pjesërisht përçues elektrik, i cili mund të kapë çdo formim dendritesh. Kur një paste dendritike ngjit diafragmën dhe godet rrjetën e nanotubit të karbonit, elektroniku ka një kanal, i cili mund të shkarkohet ngadalë, jo drejtpërdrejt në katodë. Gonzalez do të krahasojë ndarësin e ri të baterisë me rrugën e kullimit në digë.

Ai tha: “Kur diga të fillojë të zbutet, ju do të hapni derdhjen, do të lini pak ujë të rrjedhë jashtë në mënyrë të kontrollueshme. Në këtë mënyrë, kur diga është me të vërtetë decissete, nuk ka shumë ujë që mund të shkaktojë përmbytje. Kjo është ideja e ndarësit tonë, i cili redukton shumë shpejtësinë e shkarkimit të karikimit, duke parandaluar "përmbytjen" elektronike në katodë.

Kur dendriti kapet nga shtresa përçuese e ndarësit, bateria do të fillojë të shkarkohet, kështu që kur bateria është e shkurtër, nuk ka energji të mjaftueshme për të qenë e rrezikshme. "Punë të tjera kërkimore të baterive janë të përqendruara në bllokimin e depërtimit të dendriteve me një material mjaft të fortë. Por Gonzalez tha se një problem me këtë qasje është se ajo është zgjeruar vetëm rezultatet e pashmangshme.

Këta ndarës ende kanë nevojë për mirë, duke lejuar që jonet të kalojnë në mënyrë që bateria të funksionojë. Prandaj, kur pema të kalojë përfundimisht, qarku i shkurtër do të bëhet më i keq. Në provë, bateria metalike e litiumit e instaluar në ndarësin e ri shfaq shenja të dështimit gradualisht në 20 deri në 30 cikle.

Në të njëjtën kohë, bateria dhe një ndarës normal (dhe pak i trashë) përjetojnë defekte të papritura në një cikël. “Në një skenë reale, nuk do të keni asnjë paralajmërim paraprak se bateria do të dështojë. Sekonda e mëparshme mund të jetë në rregull, sekondën tjetër do të marrë flakë ose një qark i shkurtër.

Kjo është e paparashikueshme”, tha Gonzalez. "Por me ndarësin tonë, ju do të paralajmëroheni paraprakisht, duke u përkeqësuar, duke u përkeqësuar, duke u përkeqësuar, duke u bërë gjithnjë e më shumë,. “Edhe pse fokusi i këtij studimi janë bateritë metalike të litiumit, studiuesit thonë se ky ndarës mund të përdoret edhe në jonet e litiumit dhe reaksione të tjera kimike të baterive.

Ekipi i kërkimit do të angazhohet për të optimizuar përdorimin komercial të ndarësit. Universiteti i Kalifornisë në San Diego ka aplikuar për një patentë të përkohshme për studimin.