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解決可充電鋰離子電池枝晶生長的潛在解決方案
ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo
美國加州大學戴維斯分校副教授研究團隊在《科學進展》發表新論文，提出了解決鋰充電鋰電池枝晶的潛在方案。 WAN團隊證明，在陰極附近流動的離子可能會延長下一代可充電電池的安全性和使用壽命。 鋰金屬電池採用鋰金屬作為陽極。
這些電池的充電密度很高，可能會翻倍，但安全性是一個大問題。 當它們充電時，一些離子會在陰極表面還原為鋰金屬，並形成不規則的樹狀微結構，稱為樹枝狀，最終可能導致短路甚至爆炸。 理論上，樹枝狀晶體的生長是由於正極表面附近的質量傳輸和鋰離子的競爭所引起的。
當離子的還原速度快於質量轉移速度時，就在陰極附近產生一個不含離子的電子中性隙，稱為空間電荷層。 人們認為，該層的不穩定性會導致枝晶生長，因此減少或消除該層可能會減少枝晶的生長，從而延長電池壽命。 鋰金屬電池容易產生金屬枝晶，導致電池短路或爆炸。
加州大學戴維斯分校的工程師表明，陰極附近的離子斷層可以防止這個問題。 在該圖中，增加電極的流速可以減少表面樹枝狀晶體的生長。 脫氧減少99% WAN的思路是使離子流過微流體通道中的陰極，以恢復電荷並彌補這一差距。
該團隊在論文中概述了其概念驗證測試，發現這種離子流可以減少99%的枝晶生長。 對於WAN來說，這項研究令人興奮，因為它表明了利用微流體技術解決電池相關問題的有效性，並為該領域的未來研究鋪平了道路。 他說：「透過這項基礎研究和微流體方法，我們可以量化流動對樹突的影響。
」 「目前沒有太多的研究團隊來研究這個問題。 ". 「雖然不可能將微流體整合到實際電池中，但WAN團隊正在尋找其他方法來應用這項研究的基本原理，並在陰極表面附近引入局部流動來補償陽離子並消除空間電荷層。
他說：「我們非常高興探索我們的新應用。 「我們一直在設計陰極表面來引入對流。 ".