Самовосстанавливающийся анодный материал литиевой батареи используется для литиевой батареи с высокой плотностью энергии

В рамках непрерывного развития аккумуляторных технологий во всем мире проводится большое количество исследований анодов. Одна из идей заключалась в замене обычно используемого графита анодным металлическим литием, что могло быть связано со значительным увеличением объема некоторых исследований в Политехническом институте Ренсселера в Нью-Йорке.

Конкуренция за лучшую плотность энергии длится уже более десяти лет и, похоже, становится все сильнее. Плотность батареи стала лучше, а цена упала, но есть еще много возможностей для улучшения. Эти прорывы в основном связаны с использованием различных химикатов, но иногда только для улучшения известных химикатов, включая некоторые известные химические вещества, которые обеспечивают высокую плотность энергии (идеально для электромобилей, потому что это означает тот же вес). меньший вес).

Одной из самых больших проблем, связанных с определенным химическим составом батарей, является ухудшение и потеря емкости хранения энергии из-за нарастания дендритов, что не позволяет исследователям выжать из батареи достаточно времени, чтобы получить коммерческую конкурентоспособность. Возможное новое решение - использовать тепло для самовосстановления литий-металлической батареи, что исключает опасное накопление дендритов на аноде. Накопление дендритов на металлическом литиевом электроде снижает эффективность и в конечном итоге приводит к «износу» батареи, если использовать нетехнические термины. По мере того, как аккумулятор заряжается и разряжается, образуется древовидная структура. Чем быстрее накапливаются дендриты, тем меньшая емкость аккумулятора приемлема для потребителя. Думайте об этом как о налете на зубах - чем дольше вы его оставляете, тем больше вероятность образования кариеса и сокращения «полезного срока службы» зубов.

Согласно статье на конференции Green Car Conference, новый нагревательный раствор заставляет дендриты лития плавиться и плавиться в однородную (гладкую) поверхность. Это также устраняет риск короткого замыкания в аккумуляторной батарее и аккумуляторном блоке. Подробнее здесь:

Хотя металлические литиевые (Li) электроды имеют чрезвычайно высокую плотность энергии, они еще не используются в коммерческих перезаряжаемых батареях, поскольку электрохимическое покрытие и зачистка всегда приводят к росту дендритов, что снижает кулоновский КПД и в конечном итоге приводит к короткому замыканию аккумулятора. Было предложено множество методов для устранения образования дендритов.

Команда политехнического института Ренсселера (RPI) придерживается противоположного подхода. Исследователи увеличили плотность тока (скорость заряда-разряда) ячейки, что привело к повсеместному самонагреву образовавшихся дендритов, что привело к поверхностной диффузии лития - другими словами, к диффузии дендритов в однородный слой. Их рабочие статьи опубликованы в журнале Science.

Лу Ли, один из первых исследователей, объяснил: «Люди обычно считают, что проблемы с дендритами будут увеличиваться при высоких плотностях тока. Здесь мы сообщаем о древовидном эволюционном механизме, который, в свою очередь, верен. В нашем эксперименте в середине мы обнаружили, что при увеличении плотности тока покрытия и снятия до более 9 МА на квадратный сантиметр дендриты будут иметь большое количество самонагрева, что приводит к обширной поверхностной миграции Li. Эта поверхностная диффузия отверждает дендриты и сглаживает металлический литий. Мы показываем, что повторные дозы лечебных процедур с высокой плотностью тока могут обеспечить высокую кулоновскую эффективность для безопасной работы литий-серных батарей ».

Технически, используя внутренний резистивный нагрев батареи (также известный как джоулев нагрев), который является результатом сопротивления металлического материала току, и вы можете сгладить дендритные зерна, что подтверждается проверкой концепции с использованием литиевой батареи.

Мы привыкли к прорыву в аккумуляторных батареях уже много лет. Бешеные темпы развития заставили нефтяную промышленность стыдиться и ежегодно выделять миллиарды долларов финансирования, что является неуловимым источником топлива.

В последнее десятилетие литиевые батареи приняли на себя основную динамическую нагрузку двигателя, а их экзотические химические вещества продолжают обеспечивать большую производительность и долговечность. Самовосстанавливающийся анод из металлического лития, по-видимому, является еще одним положительным моментом.

Страница содержит содержимое машинного перевода.