Уменьшите воспламеняемость литий-ионных батарей - добавьте нанопроволоки к твердым электролитам

Можно сказать, что литий-ионные батареи - от мобильных телефонов, продуктов 3C до электромобилей или крупномасштабных электростанций-накопителей энергии - повсеместно распространены и являются основной технологией накопления энергии, но их безопасность всегда подвергалась критике, поэтому многие ученые пытались это сделать. найти различные решения. Согласно журналу Американского химического общества, NanoLetters, ученые обнаружили, что нанопроволоки не только снижают воспламеняемость литий-ионных батарей, но и улучшают их характеристики.

Ионы проходят через электролиты на обоих концах электрода, а традиционные аккумуляторные электролиты состоят из солей и органических растворителей. Это одна из наиболее продуманных и широко используемых технологий, но они склонны к испарению и могут вызвать возгорание. Поэтому исследователи обратили внимание на твердые электролиты, и выдвинули множество возможных вариантов.

Полиэлектролиты - это потенциальные свежие силы, которые обладают такими преимуществами, как стабильность, дешевизна и щекотность. Однако они обладают одновременно плохими электрическими и механическими свойствами и не могут быть реализованы в коммерческих целях. Поэтому, чтобы повысить конкурентоспособность электролита, ученые хотят улучшить электролит за счет увеличения расположения соединений.

Тао Синьюн, ученый-материаловед из Технологического университета Чжэцзян, и его команда создали нанопроволоки из бората магния (Mg2B2O5). Поскольку материал обладает хорошими механическими свойствами и проводимостью, он также является экологически чистым и малотоксичным антипиреном, который может улучшить стабильность огнестойкого углеродного слоя. Таким образом, команда хотела поместить нанопроволоки бората магния в твердые полимерные электролиты и изучить, могут ли свойства материала повлиять на производительность батареи.

Команда смешала полимерные электролиты с нанопроводами бората магния с массой 5%, 10%, 15% и 20% соответственно и обнаружила, что нанопроволоки могут увеличивать проводимость электролита, и по сравнению с электролитами, которые не добавляют нанопроволоки, новые электролиты могут выдерживать больше стресс. Сделайте поверхность электрода более устойчивой.

Команда отметила, что ускорение ионного потока еще больше улучшило проводимость батареи, и исследование также показало, что электролит негорючий. После того, как команда фактически объединила новый электролит в виде нанопроволок с катодом из фосфата лития-железа (LiFePO4) и литиевым анодом, КПД и циклическая емкость также были выше, чем у старых электролитов. При температурах 50 ° C, 40 ° C и 30 ° C и 0,2 C циклическая емкость составляет 150, 106 и 50 мАч / г.

Тем не менее, исследователи также заявили, что, хотя нанопроволоки значительно улучшили проводимость и огнестойкость, они по-прежнему не могут стабильно работать при комнатной температуре, и до их коммерциализации еще далеко, и необходимы дальнейшие исследования.

Страница содержит содержимое машинного перевода.