Каліфорнійський університет створює нову діафрагму акумулятора, щоб уникнути вибухів від перегріву акумулятора за допомогою сіток з вуглецевих нанотрубок

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - 휴대용 전원소 공급업체

Наноінженер з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробив безпечну функцію, яка запобігає швидкому нагріванню та розгоранню металевих літієвих батарей у разі короткого замикання. Лю Пін, професор наноінженерії з Каліфорнії, Сан-Дієго, опублікував статтю в журналі «Advanced Materials», опублікований в журналі «Advanced Materials», детально представив їхню роботу. Літій-металеві батареї мають великий потенціал продуктивності, але їх легко вивести з ладу в поточному вигляді.

Це пов’язано зі зростанням голчастої структури, яка називається дендритним кристалом. Дендриматура утворюється на аноді після заряджання батареї, і сепаратор можна пробити, і сепаратор утворюється між анодом і катодом. Бар&39;єр, що уповільнює потік енергії та тепла. Коли ця перешкода знищена і електрони можуть рухатися вільніше, вони виробляють більше калорій, і ситуація вийде з-під контролю, що спричинить перегрів батареї, вихід з ладу, пожежу або навіть вибух.

Вчені намагаються вирішити ці проблеми в літієво-металевих батареях різними способами, де ультразвукові або спеціальні захисні шари використовують ультразвук або спеціальні захисні шари, але це лише кілька можливостей. Команда очистила частину батареї, яка називається діафрагмою. Діафрагма є бар’єром між позитивним і негативним електродами, тому, коли батарея розряджена, енергія, накопичена в батареї (тобто тепло), сповільнюється.

Перший автор дисертації приголомшив: «Ми не намагаємося запобігти виходу акумулятора з ладу. Ми просто робимо батарею більш безпечною, тому, коли вона вийде з ладу, батарея не загориться чи вибухне. Металеві літієві батареї Після повторного заряджання в аноді з’явиться анод.

З часом дендритний наріст досить довго проникає в діафрагму, піднімаючи місток між анодом і катодом, викликаючи внутрішні короткі замикання. Коли це трапляється, потік електронів між двома електродами втрачається під контролем, через що батарея перегрівається та перестає працювати. Дослідницька група Каліфорнійського університету в Сан-Дієго в основному полегшена.

Одна сторона покриває тонкий шар частково електропровідної мережі вуглецевих нанотрубок, яка може перехопити будь-яке утворення дендритів. Коли дендритна паста діафрагми потрапляє на мережу вуглецевих нанотрубок, електроніка має канал, який може повільно розряджатися, а не безпосередньо до катода. Гонсалес порівняє новий акумуляторний сепаратор з дренажним шляхом на дамбі.

Він сказав: «Коли дамбу почнуть укріплювати, ви відкриєте розлив, дозволите воді витікати контрольованим чином. Таким чином, коли дамба насправді є децисетною, води не так багато, яка може спричинити повені. Це ідея нашого сепаратора, який значно знижує швидкість розряду заряду, запобігаючи електронному «затопленню» на катод.

Коли дендрит перехоплюється провідним шаром сепаратора, батарея починає розряджатися, тому, коли батарея коротка, енергії недостатньо, щоб бути небезпечним. «Інші дослідження акумуляторів зосереджені на блокуванні проникнення дендритів за допомогою досить міцного матеріалу. Але Гонсалес сказав, що проблема цього підходу полягає в тому, що він дає лише розширені неминучі результати.

Ці сепаратори ще потребують добре, пропускаючи іони, щоб акумулятор працював. Тому, коли дерево нарешті пройдено, коротке замикання посилиться. Під час випробування металева літієва батарея, встановлена ​​в новому сепараторі, демонструє ознаки поступового виходу з ладу через 20-30 циклів.

У той же час акумулятор і звичайний (і трохи товстий) сепаратор раптово виходять з ладу за один цикл. «У реальній сцені у вас не буде жодного попереднього попередження про те, що акумулятор ось-ось вийде з ладу. Попередня секунда може бути нормальною, вона спалахне або повністю замикатиметься наступної секунди.

Це непередбачувано", - сказав Гонсалес. «Але з нашим сепаратором ви будете попереджені заздалегідь, гірше, гірше, гірше, все гірше,. «Хоча в центрі уваги цього дослідження — металеві літієві батареї, дослідники кажуть, що цей сепаратор також можна використовувати в іонах літію та інших хімічних реакціях акумуляторів.

Дослідницька група буде віддана оптимізації комерційного використання сепаратора. Каліфорнійський університет Сан-Дієго подав заявку на отримання тимчасового патенту на дослідження.