Dê krîstalên şil wekî elektrolîtên di bataryayên lîtium-ionê de çêbikin ku şaneyên metal ên lîtiumê yên domdar biafirînin?

Lêkolînek balkêş ji Zanîngeha Carnegie Mellon. Zanyaran pêşniyar kirine ku di şaneyên lîtium-ionê de krîstalên şil bikar bînin da ku tîrêjiya enerjiyê, aramî û kapasîteya barkirinê zêde bikin. Xebat hîn pêş neketiye, ji ber vê yekê em ê herî kêm pênc salan li bendê bin ku ew biqede - heke gengaz be.

Krîstalên şil di dîmenan de şoreş kirin, naha ew dikarin arîkariya batariyan bikin

Table of Contents

• Krîstalên şil di dîmenan de şoreş kirin, naha ew dikarin arîkariya batariyan bikin
  • Krîstalên şil wekî hîleyek ji bo bidestxistina elektrolîta şil-zelal

Bi kurtasî: Hilberînerên hucreyên lîtium-ion naha lê digerin ku dema ku performansa xwe diparêzin an jî baştir dikin, dendika enerjiyê ya hucreyan zêde bikin, di nav de, mînakî, zêdekirina îstîqrarê di hêzên barkirinê yên bilind de. Fikir ew e ku batarî ji nû ve siviktir, ewletir û bileztir bin. Piçek mîna sêgoşeya bilez-erzan-baş.

Yek ji awayên girîng zêdekirina enerjiya taybetî ya hucreyan (bi 1,5-3 carî) karanîna anodên metal ên lîtium (Li-metal) e.. Ne ji karbon an silicon, wekî berê, lê ji lîtium, hêmana ku rasterast berpirsiyariya kapasîteya şaneyê ye. Pirsgirêk ev e ku ev rêkûpêk zû dendikên lîtiumê pêşdixe, pêşbîniyên metal ên ku di dawiyê de her du elektrodê bi hev ve girêdide, zirarê dide wan.

Krîstalên şil wekî hîleyek ji bo bidestxistina elektrolîta şil-zelal

Niha xebat tê kirin ku anodan di nav materyalên cihêreng de pak bikin da ku qalikek derveyî çêbike ku rê dide herikîna îyonên lîtiumê lê rê nade ku strukturên zexm mezin bibin. Çareseriyek potansiyel a pirsgirêkê jî karanîna elektrolîtek zexm e - dîwarek ku dendrit nikare tê de derbas bibe.

Zanyarên Zanîngeha Carnegie Mellon nêzîkatiyek cûda girtin: ew dixwazin bi elektrolîtên şil ên îsbatkirî bimînin, lê li ser bingeha krîstalên şilek. Krîstalên şil strukturên ku di nîvê rê de di navbera şilek û krîstalan de ne, ango hişkên bi avahiyek rêzkirî ne. Krîstalên şil şil in, lê molekulên wan pir rêzkirî ne (çavkanî).

Di asta molekulî de, avahiya elektrolîta krîstal a şil bi tenê avahiyek krîstal e û bi vî rengî mezinbûna dendritan asteng dike. Lêbelê, em hîn jî bi şilekek, ango qonaxek ku dihêle îyon di navbera elektrodê de biherike re mijûl dibin. Mezinbûna dendikê tê asteng kirin, divê bar biherikin.

Lêkolîn behsa vê yekê nake, lê krîstalên şil xwedan taybetmendiyek din a girîng e: piştî ku voltaj li wan tê sepandin, ew dikarin bi rêzek taybetî bêne rêz kirin (wek ku hûn dibînin, wek nimûne, li van peyvan û sînorê di navbera tîpên reş û paşxaneya sivik). Ji ber vê yekê dibe ku gava şaneyek dest bi barkirinê bike, molekulên krîstalê yên şil li aliyekê din werin danîn û depoyên dendikî ji elektrodê "qelişin".

Ji hêla dîtbarî ve, ev ê dişibihe girtina pêçan, bêje, di qulikek veguheztinê de.

Nebaşiya rewşê ew e Zanîngeha Carnegie Mellon nû dest bi lêkolîna li ser elektrolîtên nû kiriye.. Jixwe tê zanîn ku aramiya wan ji ya elektrolîtên şilav ên kevneşopî kêmtir e. Hilweşîna hucreyê zûtir pêk tê, û ev ne rêgez e ku me eleqedar dike. Lêbelê, dibe ku pirsgirêk bi demê re çareser bibe. Digel vê yekê, em li bendê ne ku xuyabûna pêkhateyên rewşa hişk berî nîvê duyemîn a dehsalê:

> LG Chem sulfîdên di hucreyên rewşa hişk de bikar tîne. Bazirganîkirina elektrolîta zexm ne zûtir ji 2028.

Wêneya destpêkî: Pêvajoya avakirina dendritên lîtiumê li ser elektrodê şaneyek mîkroskopî ya lîtium-ion. Hêjmara tarî ya mezin li jorê elektroda duyemîn e. "Bulba" ya destpêkê ya atomên lîtiumê li hin xalan difire, "whiskers" diafirîne ku bingeha denditê ya derketî ne (c) PNNL Unplugged / YouTube:

Dibe ku ev we eleqedar bike: