Hvernig á að lengja líftíma litíum rafhlöður og bæta öryggi þeirra?
Með stöðugum vexti stafræna snjalltækisins og rafknúinna markaða má segja að litíum málm rafhlöður séu ein af efnilegri tækni með mikla þéttleika orku. Framleiðendur LED götulampa eru köld ljósgjafi í solid ástandi, sem hefur eiginleika umhverfisverndar, engin mengun, lítil orkunotkun, mikil ljósvirkni og langt líf. Þess vegna munu LED götulampar verða góður kostur fyrir orkusparandi umbreytingu á veglýsingum. LED götuljós er eins konar hágæða solid ástand ljósgjafi sem myndast af hálfleiðara PN mótum sem geta gefið frá sér ljós með veikri raforku. Undir ákveðinni framspennu og innspýtingarstraum eru holurnar sem sprautaðar eru inn á P -svæðið og rafeindirnar sem sprautaðar eru inn á N -svæðið í Eftir að hafa dreifst á virka svæðið, losna ljóseindir með endurblöndun geislunar, sem umbreytir raforku beint í ljósorku . Hins vegar er ein helsta hindrunin fyrir litíum málm rafhlöðu tækni tilkoma óviðráðanlegra litíum dendrita, sem leiðir til lélegrar hleðslugetu og hugsanlegrar öryggisáhættu. LED götuljós er eins konar hágæða solid ástand ljósgjafi sem myndast af hálfleiðara PN mótum sem geta gefið frá sér ljós með veikri raforku. Undir ákveðinni framspennu og innspýtingarstraum eru holurnar sem sprautaðar eru inn á P -svæðið og rafeindirnar sem sprautaðar eru inn á N -svæðið í Eftir að hafa dreifst á virka svæðið, losna ljóseindir með endurblöndun geislunar, sem umbreytir raforku beint í ljósorku .
Lithium dendrites eru nálar sem vaxa á yfirborði litíum málms þegar litíum er notað sem neikvætt eða rafskaut rafhlöðunnar. Það getur valdið skaðlegum hliðarviðbrögðum, dregið úr orkuþéttleika og jafnvel valdið skammhlaupi rafskauta, valdið eldi eða sprengingu.
Ný rannsókn frá Arizona State University kom í ljós að notkun þrívíddar polydimethylsiloxane (PDMS) lags sem fylkisefni litíum málm rafskauta í rafhlöðunni getur í raun hamlað myndun litíum dendrít. Lengja líftíma rafhlöðunnar og minnka öryggisáhættu. Rannsóknin var birt í nýja efsta tímaritinu NatureEnergy 6. mars.
Aðalrannsakandi blaðsins, prófessor Jiang Hanqing, sagði að þessi uppgötvun hafi mikilvægar afleiðingar fyrir litíum-jón rafhlöður, litíum-loft rafhlöður og aðrar málm rafskaut rafhlöður. Vegna þess að næstum allir málmar sem notaðir eru sem rafskautskaut munu framleiða dendrít, svo sem sink, natríum og ál rafhlöður.
Jianghanqing sagði að hann og teymi hans séu ekki að reyna að leysa vandamálið út frá efnis- eða rafefnafræðilegu sjónarhorni, heldur frá sjónarhóli vélaverkfræðinga. Hann sagði:" Þekktar rannsóknir sýna að pínulitlar tinnálar eða tinnhár (svipuð dendrítum) stinga upp úr yfirborði tindálms undir álagi. Þess vegna höfum við rannsakað ástæður fyrir vexti litíum dendríta með hliðstæðum hætti. -Stress." Möguleiki"
Í fyrstu lotu rannsókna bættu vísindamennirnir lag af sveigjanlegu PDMS við botn rafskauts rafskautsins og komust að því að vöxtur litíum dendríta minnkaði verulega. Greining rannsakandans' sýnir að uppsafnaður álag í málm litíum rafskautinu losnar með PDMS fylkinu í formi hrukkumyndunar og þessi þróun dendrít minnkunar tengist beint losun streitu.
& quot; Þetta er fyrsta tilraunin til að sanna að leifarálag gegnir lykilhlutverki í myndun litíumdendrita," sagði Jiang Hanqing.
Auk þess að rannsaka vaxtarbreytingu litíum dendríta, rannsakaði teymi Jiang Hanqing&einnig frekar hvernig á að nota þetta fyrirbæri (streitu losun til að draga úr dendrít vexti) til að lengja líftíma litíum málm rafhlöður en viðhalda meiri orku þéttleiki.
Aðferðin sem vísindamennirnir hafa lagt til er að gera pdms fylkið að þrívíðu uppbyggingu með mörgum bognum yfirborðum." Með því að nota sykurmola með miklum fjölda smára svitahola sem sniðmát koma pdms inn í svitahola inni í sykurmolanum til að mynda samfelldan netgrunn og síðan plata þunnt lag af kopar til að leiða rafeindir. Þessar svitahola eru fylltar með málm litíum. Jianghanqing útskýrði:" Sem Porous svamplag getur pdms í raun dregið úr þrýstingi og hamlað vexti dendrites."
