Штата Вашингтон ученые университета разработали способ, позволяющий решить такую серьезную проблему безопасности с литий-металлические батареи — инновации, которые могли бы сделать высокое-энергии батареи более жизнеспособным для следующего поколения накопления энергии.
Исследователи использовали формулировку для своих батарей, что привело к формированию уникального, защитный слой вокруг их литиевый анод, защита батареи от деградации и позволяя им работать дольше в обычных условиях. Возглавлял Мин-Кю песня, доцент в школе ведет к повышению механических и материаловедение, исследователи отчет о работе в журнале Nano энергии.
Литий металл считается «материала мечты» — для батарей, сказал Песня. Это потому, что среди известных твердых материалов, он имеет высокую плотность энергии, что означает, что батареи могут работать в два раза дольше и удерживать больше энергии, чем вездесущий литий-ионные аккумуляторы, что большая мощность современной электроники. В то время как литий-ионные аккумуляторы работают путем передачи ионов лития между графитовым анодом и литий оксид кобальта катод, анод в литий-металлическая батарея состоит из высокой-энергии литий-металлические.
«Если мы можем напрямую использовать литий-металлические, мы можем повысить плотность энергии аккумуляторов резко,» сказал Песня.
В то время как преимущества металлического лития были известны в течение десятилетий, исследователи так и не смогли заставить их работать безопасно. Как электроны перемещаются между анодом и катодом через внешнюю цепь для питания устройства, елку, как дендриты начинают образовываться на металлический литий. Дендриты растут до тех пор пока они вызывают короткое замыкание, пожары, взрывы. Даже если они не поймать на огонь, литий-металлические батареи очень быстро теряют способность к зарядке.
Исследовательская группа УАЗу разработали батареи, в которые они упакованы дисульфид селена, не токсичный химикат, используемый в перхоти, в пористой углеродной структуры для их катод. Они добавили две добавки к жидким электролитам, которые обычно рассматриваются в следующие поколения литиевых батарей.
Эти две добавки работали синергически и образуется защитный слой на поверхности металла лития, который был густой, ща, и достаточно надежна, чтобы подавить рост дендритов, позволяя хорошим велоспорт стабильности, сказал Песня. При испытании при типичных плотностях тока люди будут использовать для электроники, защищенные литий-металлических анодов удалось перезарядить 500 раз и сохраняется высокая эффективность.
«Такого уникального защитного слоя привело к маленькой морфологические изменения литиевым анодом за велоспорт и эффективно смягчить рост литиевых дендритов и нежелательных побочных реакций», — сказал он.
Исследователи считают, что их технология может быть масштабируемой и экономически эффективной.
«Если коммерциализируется, этот роман формулировка имеет реальный потенциал,» сказал Песня. «По сравнению с твердотельной батареи, который через несколько лет, вы не должны изменить производственные процедуры, и это будет применимо к реальной индустрии гораздо раньше, открывает перспективный путь к развитию высокой-энергии литий-металлические батареи с длительным циклом жизни».
Исследователи продолжают работать на батарее, разработка сепаратора, что позволит дополнительно защитить материалы батарею от износа и повышения безопасности без снижения производительности.
Работа выполнена при поддержке совместного центра штата Вашингтон для развертывания и исследований в изобилии материалов, Земли (JCDREAM).
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!