Донишгоҳи Калифорния диафрагмаи нави батареяро месозад, то аз таркишҳои аз ҳад гармии батарея бо истифода аз тӯрҳои нанотубаҳои карбон пешгирӣ кунад

Mwandishi:Iflowpower- Leverandør av bærbar kraftstasjon

Муҳандиси нано-муҳандиси Донишгоҳи Калифорнияи Сан-Диего як хусусияти бехатареро таҳия кардааст, ки батареяҳои металлии литийиро аз зуд гарм шудан ва ҳангоми ноқилҳои кӯтоҳ оташ задани онҳо пешгирӣ мекунад. Лю Пинг, профессори нано-муҳандисии Калифорния, Сан Диего, мақолаеро дар маҷаллаи "Advanced Materials", ки дар маҷаллаи "Advanced Materials" нашр шудааст, чоп карда, кори худро муфассал муаррифӣ кард. Батареяҳои металлии литий дар иҷроиш потенсиали бузург доранд, аммо дар шакли ҳозира шикаст хӯрдан осон аст.

Ин ба афзоиши сохтори сӯзанӣ, ки кристалл дендритӣ номида мешавад, вобаста аст, дендриматура пас аз заряди батарея дар анод ба вуҷуд меояд ва сепараторро сӯрох кардан мумкин аст ва сепаратор дар байни анод ва катод ба вуҷуд меояд. Монеа, сустшавии энергия ва гардиши гармӣ. Вақте ки ин монеа нобуд мешавад ва электронҳо метавонанд озодтар равон шаванд, онҳо калорияҳои бештар истеҳсол мекунанд ва чизҳо аз назорат берун мешаванд, ки боиси аз ҳад зиёд гарм шудани батарея, корношоямӣ, сӯхтор ва ҳатто таркиш мешаванд.

Олимон кӯшиш мекунанд, ки ин мушкилотро дар батареяҳои литийии металлӣ бо роҳҳои гуногун ҳал кунанд, ки дар он қабатҳои муҳофизатии ултрасадо ё махсуси муҳофизатӣ ултрасадо ё қабатҳои махсуси муҳофизатиро истифода мебаранд, ки танҳо чанд имконот нестанд. Даста қисмати батареяро, ки диафрагма ном дорад, тоза кард. Диафрагма монеаи байни электроди мусбӣ ва электроди манфӣ мебошад, ки ҳангоми кӯтоҳ будани батарея энергияи дар батарея ҷамъшуда (яъне гармӣ) суст мешавад.

Аввалин муаллифи рисола дар ҳайрат монд: “Мо кӯшиш намекунем, ки аз кор рафтани батарея пешгирӣ кунем. Мо танҳо батареяро бехатартар мекунем, аз ин рӯ, вақте ки он кор намекунад, батарея оташ ё таркиш намегирад. Батареяҳои металлии литий Пас аз пуркунии такрорӣ, анод дар анод пайдо мешавад.

Бо мурури замон, афзоиши дендритӣ ба қадри кофӣ дароз шуда, ба диафрагма ворид шуда, пули байни анод ва катодро баланд мекунад ва боиси ноқилҳои кӯтоҳи дохилӣ мегардад. Вақте ки ин рӯй медиҳад, ҷараёни электронҳо байни ду электрод назоратро аз даст медиҳад, ки батареяро аз ҳад зиёд гарм мекунад ва корашро қатъ мекунад. Гурӯҳи тадқиқотӣ дар Донишгоҳи Калифорния Сан Диего асосан сабук карда шудааст.

Як тараф як қабати тунуки шабакаи нанотуби карбонро, ки қисман барқ ​​гузаронад, фаро мегирад, ки метавонад ҳама гуна ташаккули дендритҳоро боздорад. Вақте ки дендрит ба диафрагма часпонида, ба шабакаи нанотубаҳои карбон мезанад, электроника канале дорад, ки метавонад оҳиста холӣ кунад, на мустақиман ба катод. Гонсалес сепаратори нави батареяро бо рохи дренажии сарбанд мукоиса мекунад.

Вай гуфт: "Вақте ки сарбанд ба буферӣ шурӯъ мекунад, шумо резиши обро мекушоед, бигзор каме об ба таври идорашаванда ҷорӣ шавад. Хамин тавр, вакте ки сарбанд дар хакикат дециссет аст, об бисьёр нест, ки боиси обхезй шуда метавонад. Ин ғояи сепаратори мост, ки суръати ихроҷи зарядро хеле кам карда, «обхезии» электрониро ба катод пешгирӣ мекунад.

Вақте ки дендрит аз ҷониби қабати гузаронандаи сепаратор боздошта мешавад, батарея ба холӣ шурӯъ мекунад, бинобар ин, вақте ки батарея кӯтоҳ аст, энергияи кофӣ барои хатарнок нест. "Дигар корҳои тадқиқотии батарея ба ҷилавгирӣ аз воридшавии дендритҳо бо маводи кофӣ қавӣ тамаркуз карда шудааст. Аммо Гонсалес гуфт, ки мушкилот бо ин равиш дар он аст, ки он танҳо натиҷаҳои ногузир дароз карда мешавад.

Ин сепараторҳо ҳоло ҳам ба хубӣ ниёз доранд ва имкон медиҳанд, ки ионҳо гузаранд, то батарея кор кунад. Аз ин рӯ, вақте ки дарахт ниҳоят мегузарад, ноқилҳои кӯтоҳ бадтар мешаванд. Дар озмоиш, батареяи металлии литий, ки дар сепаратори нав насб шудааст, аломатҳои тадриҷан дар 20 то 30 давра аз кор баромаданро нишон медиҳад.

Дар айни замон, батарея ва сепаратори муқаррарӣ (ва каме ғафс) дар як давра ногаҳон хато мекунанд. "Дар як ҳодисаи воқеӣ, шумо ҳеҷ гуна огоҳии пешакӣ нахоҳед дошт, ки батарея дар бораи корношоям мешавад. Сонияи қаблӣ метавонад хуб бошад, он дар як сонияи оянда оташ мегирад ё ноқилҳои пурра кӯтоҳ хоҳад кард.

Ин пешгӯинашаванда аст "гуфт Гонсалес. «Аммо бо сепаратори мо шумо пешакй огох карда мешавед, бадтар мешавад, бадтар мешавад, бадтар мешавад, бештар ва бештар мешавад. "Гарчанде ки маркази ин таҳқиқот батареяҳои металлии литий аст, муҳаққиқон мегӯянд, ки ин сепаратор инчунин метавонад дар ионҳои литий ва дигар реаксияҳои кимиёвии батарея истифода шавад.

Гурӯҳи тадқиқотӣ ӯҳдадор мешавад, ки истифодаи тиҷоратии сепараторро оптимизатсия кунад. Донишгоҳи Калифорния Сан Диего барои гирифтани патенти муваққатӣ барои тадқиқот муроҷиат кардааст.