Универзитет у Калифорнији прави нову мембрану батерије како би избегао експлозије прегревања батерије користећи мреже од угљеничних наноцеви

著者：Iflowpower – Olupese Ibusọ Agbara to ṣee gbe

Нано-инжењер са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу развио је безбедну функцију која спречава да се литијум-металне батерије брзо загреју и испале када су у кратком споју. Лиу Пинг, професор наноинжењеринга из Калифорније, Сан Дијего, објавио је рад у часопису „Адванцед Материалс”, објављен у часопису „Адванцед Материалс”, детаљно је представио њихов рад. Литијум металне батерије имају велики потенцијал у перформансама, али је лако покварити у тренутном облику.

То је због раста структуре игле која се назива дендритични кристал, дендриматура се формира на аноди након што се батерија напуни, а сепаратор се може пробушити, а сепаратор се формира између аноде и катоде. Баријера, успорава проток енергије и топлоте. Када се ова препрека уништи и електрони могу да тече слободније, они производе више калорија и ствари ће бити ван контроле, узрокујући прегревање батерије, квар, пожар, чак и експлозију.

Научници настоје да реше ове проблеме у литијум металним батеријама на различите начине, при чему ултразвучни или специјални заштитни слојеви користе ултразвук или специјални заштитни слојеви који су само неколико могућности. Тим је очистио део батерије који се зове дијафрагма. Дијафрагма је баријера између позитивне електроде и негативне електроде, тако да када је батерија кратка, енергија акумулирана у батерији (то јест, топлота) тече успорено.

Први аутор тезе је био запањен: „Не покушавамо да спречимо квар батерије. Ми само чинимо батерију сигурнијом, тако да када поквари, батерија се неће запалити или експлодирати. Литијум металне батерије Након вишекратног пуњења, анода ће се појавити у аноди.

Временом, дендритски раст је довољно дуг, продире кроз дијафрагму, подижући мост између аноде и катоде, узрокујући унутрашње кратке спојеве. Када се то догоди, проток електрона између две електроде губи контролу, што доводи до прегревања батерије и престанка рада. Истраживачки тим на Калифорнијском универзитету у Сан Дијегу је у основи олакшан.

Једна страна покрива танак слој, делимично електрично проводљиву мрежу угљеничних наноцеви, која може пресрести било коју формацију дендрита. Када дендрит залепи дијафрагму и удари у мрежу угљеничних наноцеви, електроника има канал, који може полако да се празни, а не директно на катоду. Гонзалес ће упоредити нови сепаратор батерија са дренажним путем на брани.

Рекао је: „Када брана почне да се тампонује, отворићете изливање, пустити мало воде да исцури на контролисан начин. На овај начин, када је брана заиста децисет, нема много воде која може да изазове поплаве. Ово је идеја нашег сепаратора, који у великој мери смањује брзину пражњења пуњења, спречавајући електронско "преплављивање" катоде.

Када се дендритик пресретне проводљивим слојем сепаратора, батерија ће почети да се празни, тако да када је батерија кратка, нема довољно енергије да би била опасна. „Други рад на истраживању батерија концентрисан је на блокирање продирања дендрита довољно јаким материјалом. Али Гонзалес је рекао да је проблем са овим приступом што је само продужени неизбежни резултати.

Ови сепаратори и даље требају добро, омогућавајући јонима да прођу тако да батерија ради. Стога, када се дрво коначно прође, кратки спој ће се погоршати. У тесту, литијум-метална батерија уграђена у нови сепаратор показује знаке постепеног квара у 20 до 30 циклуса.

У исто време, батерија и нормалан (и мало дебео) сепаратор доживљавају изненадне грешке у једном циклусу. „У стварном случају, нећете имати никакво претходно упозорење да ће батерија ускоро отказати. Претходна секунда може бити у реду, запалиће се или ће у наредној секунди доћи до потпуног кратког споја.

Ово је непредвидиво“, рекао је Гонзалес. „Али са нашим сепаратором, бићете унапред упозорени, све горе, све горе, све горе, све више и више. „Иако су фокус ове студије литијум-металне батерије, истраживачи кажу да се овај сепаратор такође може користити у литијум-јонима и другим хемијским реакцијама батерија.

Истраживачки тим ће бити посвећен оптимизацији комерцијалне употребе сепаратора. Калифорнијски универзитет у Сан Дијегу пријавио се за привремени патент за студију.