Πώς να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου και να βελτιώνετε την ασφάλειά τους;
Με τη συνεχή ανάπτυξη της αγοράς ψηφιακών έξυπνων συσκευών και ηλεκτρικών οχημάτων, οι μπαταρίες μετάλλου λιθίου μπορεί να ειπωθεί ότι είναι μία από τις πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας υψηλής πυκνότητας. Οι κατασκευαστές λαμπτήρων δρόμου LED είναι μια πηγή κρύου φωτός στερεάς κατάστασης, η οποία έχει τα χαρακτηριστικά της προστασίας του περιβάλλοντος, χωρίς ρύπανση, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλή απόδοση φωτισμού και μεγάλη διάρκεια ζωής. Επομένως, οι λαμπτήρες δρόμου LED θα γίνουν μια καλή επιλογή για μετασχηματισμό εξοικονόμησης ενέργειας του οδικού φωτισμού. Το φως του δρόμου LED είναι ένα είδος φωτεινής πηγής υψηλής απόδοσης στερεάς κατάστασης που σχηματίζεται από τη συμβολή ημιαγωγών PN και μπορεί να εκπέμπει φως με ασθενή ηλεκτρική ενέργεια. Υπό συγκεκριμένη τάση πόλωσης προς τα εμπρός και ρεύμα έγχυσης, οι οπές που εγχέονται στη ζώνη Ρ και τα ηλεκτρόνια που εγχέονται στη ζώνη Ν βρίσκονται σε Το Ωστόσο, ένα από τα κύρια εμπόδια στην τεχνολογία μπαταριών μετάλλου λιθίου είναι η εμφάνιση ανεξέλεγκτων δενδριτών λιθίου, με αποτέλεσμα τις κακές δυνατότητες φόρτισης και πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια. Το φως του δρόμου LED είναι ένα είδος φωτεινής πηγής υψηλής απόδοσης στερεάς κατάστασης που σχηματίζεται από τη συμβολή ημιαγωγών PN και μπορεί να εκπέμπει φως με ασθενή ηλεκτρική ενέργεια. Υπό συγκεκριμένη τάση πόλωσης προς τα εμπρός και ρεύμα έγχυσης, οι οπές που εγχέονται στη ζώνη Ρ και τα ηλεκτρόνια που εγχέονται στη ζώνη Ν βρίσκονται σε Το
Οι δενδρίτες λιθίου είναι βελόνες που αναπτύσσονται στην επιφάνεια του μετάλλου λιθίου όταν το λίθιο χρησιμοποιείται ως αρνητικό ή άνοδος μιας μπαταρίας. Μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς παρενέργειες, να μειώσει την ενεργειακή πυκνότητα, ακόμη και να προκαλέσει βραχυκύκλωμα ηλεκτροδίων, προκαλώντας πυρκαγιά ή έκρηξη.
Μια νέα μελέτη από το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα διαπίστωσε ότι η χρήση ενός τρισδιάστατου στρώματος πολυδιμεθυλοσιλοξανίου (PDMS) ως υλικού μήτρας για την άνοδο μετάλλου λιθίου στην μπαταρία μπορεί να αναστείλει αποτελεσματικά τον σχηματισμό δενδριτών λιθίου. Επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και μειώστε τους κινδύνους ασφαλείας. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο νέο κορυφαίο περιοδικό NatureEnergy στις 6 Μαρτίου.
Ο επικεφαλής ερευνητής της εργασίας, ο καθηγητής Jiang Hanqing, είπε ότι αυτή η ανακάλυψη έχει σημαντικές επιπτώσεις για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, τις μπαταρίες λιθίου-αέρα και άλλες μπαταρίες ανοδικών μετάλλων. Επειδή σχεδόν όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται ως άνοδοι μπαταριών θα παράγουν δενδρίτες, όπως μπαταρίες ψευδαργύρου, νατρίου και αλουμινίου.
Ο Jianghanqing είπε ότι αυτός και η ομάδα του δεν προσπαθούν να λύσουν το πρόβλημα από την άποψη των υλικών ή της ηλεκτροχημείας, αλλά από την οπτική των μηχανικών μηχανικών. Είπε:" Γνωστές έρευνες δείχνουν ότι μικροσκοπικές βελόνες κασσίτερου ή μουστάκια κασσίτερου (παρόμοια με δενδρίτες) προεξέχουν από την επιφάνεια του μετάλλου κασσίτερου υπό πίεση. Ως εκ τούτου, έχουμε μελετήσει τους λόγους για την ανάπτυξη των δενδριτών λιθίου κατ 'αναλογία. -Στρες." Δυνατότητα"
Στον πρώτο γύρο της έρευνας, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα στρώμα εύκαμπτου PDMS στο κάτω μέρος της ανόδου της μπαταρίας και διαπίστωσαν ότι η ανάπτυξη των δενδριτών λιθίου μειώθηκε σημαντικά. Η ανάλυση του ερευνητή' δείχνει ότι η συσσωρευμένη τάση στο ηλεκτρόδιο μετάλλου λιθίου απελευθερώνεται από τη μήτρα PDMS με τη μορφή παραμόρφωσης των ρυτίδων και αυτή η τάση μείωσης δενδρίτη σχετίζεται άμεσα με την απελευθέρωση τάσης.
& quot; Αυτό είναι το πρώτο πείραμα που αποδεικνύει ότι η υπολειπόμενη τάση παίζει βασικό ρόλο στο σχηματισμό δενδριτών λιθίου," είπε ο Jiang Hanqing.
Εκτός από τη μελέτη του μηχανισμού ανάπτυξης των δενδριτών λιθίου, η ομάδα του Jiang Hanqing' επίσης μελέτησε περαιτέρω πώς να χρησιμοποιήσει αυτό το φαινόμενο (απελευθέρωση στρες για να μειώσει την ανάπτυξη δενδρίτη) για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών μετάλλου λιθίου διατηρώντας παράλληλα υψηλότερη ενέργεια πυκνότητα.
Η μέθοδος που προτείνεται από τους ερευνητές είναι να μετατρέψουν τη μήτρα pdms σε τρισδιάστατη δομή με πολλαπλές καμπύλες επιφάνειες." Χρησιμοποιώντας ένα κύβο ζάχαρης με μεγάλο αριθμό μικρών πόρων ως πρότυπο, τα pdms εισέρχονται στους πόρους μέσα στον κύβο ζάχαρης για να σχηματίσουν μια συνεχή βάση δικτύου και στη συνέχεια πλάκα ένα λεπτό στρώμα χαλκού για να οδηγήσουν ηλεκτρόνια. Αυτοί οι πόροι είναι γεμάτοι με μεταλλικό λίθιο. Ο Jianghanqing εξήγησε:" Ως πορώδες σφουγγάρι, τα pdms μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά την πίεση και να εμποδίσουν την ανάπτυξη δενδριτών."
