Надежда была восстановлена для литий-металлических батарей — потенциальный батарея электростанция отодвинуты на десятилетия в лабораторию на его короткую продолжительность жизни, и иногда огненной смерти в то время как его брат перезаряжаемый, литий-ионный аккумулятор, теперь грабли в более чем $30 миллиардов в год.
Новое покрытие может сделать легкий литий-металлические батареи, безопасный и продолжительный, что является благом для развития следующего поколения электромобилей. (Фото: Shutterstock В)
Команда исследователей из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC изобрел покрытие, которое устраняет некоторые дефекты аккумулятора, описанные в документе, опубликованном августа. 26 Джоуль.
В лабораторных испытаниях, покрытия значительно продлевается жизнь батареи. Он также занимался вопросом сгорания, значительно ограничивая крошечными игловидными структуры-или дендритов … что прокалывают сепаратор между батареи положительные и отрицательные стороны. В дополнение к разрушению аккумулятора, дендритов может создать короткое замыкание в легковоспламеняющиеся батареи жидкость. Литий-ионные аккумуляторы иногда та же проблема, но дендриты были не стартер для литиевых аккумуляторов на сегодняшний день.
«Мы рассматриваем Святой Грааль литий-металлические батареи», — сказал Zhenan Бао, профессор химического машиностроения, который является старшим автором бумаги вместе с Йи Кюи, профессор материаловедения и инженерии и фотонной науки в ускорителе SLAC. Добавлено Бао, что дендриты не позволили литий-металлические батареи, в чем может быть следующее поколение электромобилей.
Обещание
Литий-металлические батареи может держать как минимум на треть больше энергии на единицу веса, чем литий-ионные батареи и значительно легче, потому что они используют легкие литий-на положительно заряженный конец, а не тяжелее графита. Если бы они были более надежны, эти батареи можно воспользоваться портативной электроники от ноутбуков до сотовых телефонов, а настоящую жилу, сказал Цуй, будет для автомобилей. Крупнейшим перетащить на электрических транспортных средств является то, что их батареи тратят около четверти своей энергии неся вокруг себя. Что попадает в сердце диапазон EV и стоимость.
Аспиранты Дэвид Маканику, слева, и Zhiao ю перед их тестер аккумулятора.
Ведущие авторы и аспирантов Дэвид Маканику, слева, и Zhiao ю перед их тестер аккумулятора. Ю держит блюдо уже проверено клеток, которые они называют «кладбищем батареи». (Фото: Марк Золотой)
«Емкость обычных литий-ионных батарей была разработана почти так же далеко, как он может пойти», — говорит Стэнфордский аспирант Дэвид Маканику, со-ведущий автор исследования. «Так, это важно для разработки новых видов аккумуляторов, чтобы выполнить строгие требования плотность энергии современных электронных устройств».
Команда из Стэнфорда и ускорителе SLAC проверял их нанесение покрытий на положительно заряженный конец, называемого анодом — стандартного литий-металлические батареи, где дендриты, как правило, форма. В конечном счете, они объединили их специальным покрытием анодов с других имеющихся в продаже компонентов для создания полностью функционирующей батареи. После 160 циклов, их литий-металлические элементы по-прежнему поставляются на 85% мощности, что они делали в первом цикле. Обычные литий-металлические элементы обеспечивают около 30 процентов после многих циклов, что делает их почти бесполезными, даже если они не взрываются.
Новое покрытие предотвращает дендритов от формирования путем создания сети молекул, которые обеспечивают заряженных ионов лития в электроде равномерно. Это предотвращает нежелательные химические реакции, характерные для этих батарей, а также снижает химическую накопление на аноде, который быстро разрушает способность батареи для того чтобы поставить силу.
«Наш новый дизайн покрытие делает литий-металлические батареи стабильным и перспективным для дальнейшего развития», — сказал со-ведущий автор исследования, Стэнфордский аспирант Zhiao ю.
Группа сейчас уточняют их конструкцию покрытия для увеличения удерживающей способности и тестирование клеток более циклов.
«Во время использования в электрических транспортных средств может быть конечной целью», — сказал Цуй, «коммерциализация, вероятно, начать с потребительской электроники, чтобы продемонстрировать безопасность батареи.»
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!