Kaip prailginti ličio baterijų tarnavimo laiką ir padidinti jų saugumą?
Nuolat augant skaitmeninių išmaniųjų įrenginių ir elektromobilių rinkai, galima teigti, kad ličio metalo baterijos yra viena iš perspektyvių didelio tankio energijos kaupimo technologijų. LED gatvės lempų gamintojai yra kietojo kūno šaltos šviesos šaltinis, pasižymintis aplinkos apsauga, be taršos, mažos energijos sąnaudos, didelis šviesos efektyvumas ir ilgas tarnavimo laikas. Todėl LED gatvių šviestuvai taps geru pasirinkimu energiją taupančiam kelio apšvietimo transformavimui. LED gatvės šviesa yra tam tikras didelio efektyvumo kietojo kūno šviesos šaltinis, sudarytas iš puslaidininkinės PN jungties, galinčios skleisti šviesą silpna elektros energija. Esant tam tikrai į priekį nukreiptai įtampai ir įpurškimo srovei, skylės, įpurškiamos į P zoną, ir elektronai, įpurškiami į N zoną, yra Po to, kai jie išsklaidomi į aktyviąją zoną, fotonai skleidžiami per rekombinaciją, kuri tiesiogiai paverčia elektros energiją į šviesos energiją . Tačiau viena iš pagrindinių ličio metalo akumuliatorių technologijos kliūčių yra nekontroliuojamų ličio dendritų atsiradimas, dėl to prastos įkrovimo galimybės ir galimi pavojai saugai. LED gatvės šviesa yra tam tikras didelio efektyvumo kietojo kūno šviesos šaltinis, sudarytas iš puslaidininkinės PN jungties, galinčios skleisti šviesą silpna elektros energija. Esant tam tikrai į priekį nukreiptai įtampai ir įpurškimo srovei, skylės, įpurškiamos į P zoną, ir elektronai, įpurškiami į N zoną, yra Po to, kai jie išsklaidomi į aktyviąją zoną, fotonai skleidžiami per rekombinaciją, kuri tiesiogiai paverčia elektros energiją į šviesos energiją .
Ličio dendritai yra adatos, augančios ant ličio metalo paviršiaus, kai ličio baterija naudojama kaip neigiamas arba anodas. Tai gali sukelti kenksmingas šalutines reakcijas, sumažinti energijos tankį ir netgi sukelti elektrodų trumpąjį jungimą, sukeldamas gaisrą ar sprogimą.
Naujajame Arizonos valstijos universiteto tyrime nustatyta, kad trijų matmenų polidimetilsiloksano (PDMS) sluoksnio naudojimas kaip matricos medžiaga ličio metalo anodui baterijoje gali veiksmingai slopinti ličio dendritų susidarymą. Prailginkite baterijos veikimo laiką ir sumažinkite pavojų saugumui. Tyrimas buvo paskelbtas naujausiame žurnale „NatureEnergy“ kovo 6 d.
Pagrindinis tyrimo tyrėjas profesorius Jiang Hanqing sakė, kad šis atradimas turi svarbių pasekmių ličio jonų baterijoms, ličio oro baterijoms ir kitoms metalinėms anodinėms baterijoms. Kadangi beveik visi metalai, naudojami kaip akumuliatorių anodai, gamins dendritus, tokius kaip cinko, natrio ir aliuminio baterijos.
Jianghanqingas sakė, kad jis ir jo komanda nesistengia išspręsti problemos iš medžiagų ar elektrochemijos, o iš mechanikos inžinierių perspektyvos. Jis sakė:" Žinomi tyrimai rodo, kad mažos skardinės adatos arba alavo ūsai (panašūs į dendritus) išsikiša iš alavo metalo paviršiaus esant įtampai. Todėl pagal analogiją ištyrėme ličio dendritų augimo priežastis. -Stresas.&"Galimybė &";
Pirmajame tyrimų etape tyrėjai pridėjo lankstaus PDMS sluoksnį prie akumuliatoriaus anodo apačios ir nustatė, kad ličio dendritų augimas buvo žymiai sumažintas. Tyrėjo' analizė rodo, kad susikaupusį įtampą metalo ličio elektrode PDMS matrica atpalaiduoja raukšlių deformacijos pavidalu, ir ši dendrito mažinimo tendencija yra tiesiogiai susijusi su įtampos išsiskyrimu.
& "; Tai pirmasis eksperimentas, įrodantis, kad liekamasis stresas vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant ličio dendritus, &"; sakė Jiang Hanqing.
Jiang Hanqing (GG) komanda ne tik tyrinėjo ličio dendritų augimo mechanizmą, bet ir toliau tyrinėjo, kaip panaudoti šį reiškinį (išskiriant stresą, siekiant sumažinti dendrito augimą), norint pratęsti ličio metalo baterijų tarnavimo laiką, išlaikant didesnę energiją tankis.
Tyrėjų pasiūlytas metodas yra padaryti pdms matricą į trimatę struktūrą su keliais išlenktais paviršiais.&"; Kaip šabloną naudojant cukraus kubelį su daugybe mažų porų, pdms patenka į cukraus kubo viduje esančias poras, kad sudarytų ištisinį tinklo pagrindą, ir tada padengia ploną vario sluoksnį, kad galėtų praleisti elektronus. Šios poros užpildytos metaliniu ličiu. Jianghanqing paaiškino:&"; Kaip akytas kempinės sluoksnis, pdms gali veiksmingai sumažinti slėgį ir slopinti dendritų augimą."
