Gumagawa ang California University ng bagong diaphragm ng baterya upang maiwasan ang sobrang pag-init ng baterya sa pamamagitan ng paggamit ng mga carbon nanotube net

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Ang nano-engineer ng Unibersidad ng California San Diego ay nakabuo ng isang ligtas na tampok na pumipigil sa mga baterya ng lithium metal mula sa mabilis na pag-init at pagpapaputok kapag sila ay short-circuited. Si Liu Ping, isang propesor ng nano-engineering mula sa California, San Diego, ay nag-publish ng isang papel sa magazine na "Advanced Materials", na inilathala sa magazine na "Advanced Materials", ipinakilala ang kanilang trabaho nang detalyado. Ang mga baterya ng Lithium metal ay may malaking potensyal sa pagganap, ngunit madaling mabigo sa kasalukuyang anyo.

Ito ay dahil sa paglaki ng istraktura ng karayom ​​na tinatawag na dendritic crystal, ang dendrimature ay nabuo sa anode pagkatapos na ma-charge ang baterya, at ang separator ay maaaring mabutas, at ang separator ay nabuo sa pagitan ng anode at ng katod. Barrier, pagbagal ng enerhiya at daloy ng init. Kapag ang balakid na ito ay nawasak at ang mga electron ay maaaring dumaloy nang mas malaya, sila ay gumagawa ng mas maraming calorie, at ang mga bagay ay mawawalan ng kontrol, na nagiging sanhi ng sobrang init ng baterya, mabibigo, sunog, at maging ang pagsabog.

Sinisikap ng mga siyentipiko na lutasin ang mga problemang ito sa mga baterya ng lithium metal sa iba&39;t ibang paraan, kung saan ang mga ultrasonic o espesyal na protective layer ay gumagamit ng ultrasound o mga espesyal na protective layer mula sa pagiging iilan lamang sa mga posibilidad. Na-clear na ng team ang bahagi ng baterya na tinatawag na diaphragm. Ang diaphragm ay isang hadlang sa pagitan ng positibong elektrod at negatibong elektrod, upang kapag ang baterya ay maikli, ang enerhiya na naipon sa baterya (iyon ay, init) ay dumadaloy nang Mabagal.

Ang unang may-akda ng thesis ay natigilan: "Hindi namin sinusubukang pigilan ang pagkabigo ng baterya. Ginagawa lang naming mas secure ang baterya, kaya kapag nabigo ito, ang baterya ay hindi masusunog o sumabog. Lithium metal na mga baterya Pagkatapos ng paulit-ulit na pag-charge, lalabas ang anode sa anode.

Sa paglipas ng panahon, ang paglago ng dendritik ay sapat na mahaba, tumagos sa dayapragm, nagtataas ng tulay sa pagitan ng anode at ng katod, na nagiging sanhi ng mga panloob na maikling circuit. Kapag nangyari ito, mawawalan ng kontrol ang daloy ng elektron sa pagitan ng dalawang electrodes, na nagiging sanhi ng sobrang init ng baterya at huminto sa paggana. Ang pangkat ng pananaliksik sa Unibersidad ng California San Diego ay karaniwang naibsan.

Ang isang gilid ay sumasaklaw sa isang manipis na layer, bahagyang electrically conductive carbon nanotube network, na maaaring humarang sa anumang pagbuo ng mga dendrite. Kapag ang isang dendritic paste ang diaphragm at tumama sa carbon nanotube net, ang electronic ay may isang channel, na maaaring dahan-dahan discharge, hindi direkta sa cathode. Ihahambing ni Gonzalez ang bagong battery separator sa drainage path sa dam.

Sinabi niya: "Kapag nagsimulang ma-buffer ang dam, bubuksan mo ang spill, hayaan ang ilang tubig na dumaloy sa isang nakokontrol na paraan. Sa ganitong paraan, kapag ang dam ay talagang decissete, walang gaanong tubig na maaaring magdulot ng pagbaha. Ito ang ideya ng aming separator, na lubos na binabawasan ang bilis ng paglabas ng singil, na pumipigil sa elektronikong "pagbaha" sa katod.

Kapag ang dendritic ay naharang ng conductive layer ng separator, ang baterya ay magsisimulang mag-discharge, kaya kapag ang baterya ay maikli, walang sapat na enerhiya upang maging mapanganib. "Ang iba pang gawaing pananaliksik sa baterya ay nakatuon sa pagharang sa pagtagos ng mga dendrite na may sapat na malakas na materyal. Ngunit sinabi ni Gonzalez na ang isang problema sa diskarte na ito ay na ito ay pinalawig lamang na hindi maiiwasang mga resulta.

Ang mga separator na ito ay kailangan pa rin, na nagpapahintulot sa mga ion na dumaan upang ang baterya ay gumana. Samakatuwid, kapag ang puno ay sa wakas ay naipasa, ang maikling circuit ay magiging mas malala. Sa pagsubok, ang lithium metal na baterya na naka-install sa bagong separator ay nagpapakita ng mga palatandaan ng unti-unting pagbagsak sa loob ng 20 hanggang 30 cycle.

Kasabay nito, ang baterya at isang normal (at bahagyang makapal) na karanasan sa separator ay biglang nag-fault sa isang cycle. "Sa totoong kaso, wala kang anumang paunang babala tungkol sa malapit nang mabigo ang baterya. Ang nakaraang segundo ay maaaring ok, ito ay magliyab o ganap na short circuit sa susunod na segundo.

Ito ay hindi mahuhulaan, "sabi ni Gonzalez. “But with our separator, you will be warned in advance, lumalala, lumalala, lumalala, lalong lumalala,. "Kahit na ang pokus ng pag-aaral na ito ay mga baterya ng lithium metal, sinasabi ng mga mananaliksik na ang separator na ito ay maaari ding gamitin sa mga lithium ions at iba pang mga kemikal na reaksyon ng baterya.

Ang pangkat ng pananaliksik ay magiging nakatuon sa pag-optimize ng komersyal na paggamit ng separator. Ang California University San Diego ay nag-aplay para sa isang pansamantalang patent para sa pag-aaral.