发现可以使超强力电池更安全、更高效。

发现可以使超强力电池更安全、更高效。

从智能手机到电动汽车,当今许多技术都使用锂离子电池。这意味着消费者必须随时使用充电器。iPhone电池只能持续21个小时的通话时间,而特斯拉的Model S有335英里的射程,这意味着你可以指望它从纽瓦克、特拉华到普罗维登斯、罗得岛,但不是一路去波士顿,一次充电。

世界各地的科学家甚至包括 锂离子电池自己的发明者,John Goodenough正在寻找更安全的方式使充电电池,更轻、更强大。

现在,一个国际研究小组在邴青伟的带领下,一个德拉瓦大学机械工程教授和主任的燃料电池中心,正在做的工作,可以为锂金属电池的使用越来越广泛的基础,它有更多的能力比常用的消费电子产品的锂离子电池的今天。研究小组开发了一种减轻锂金属电池中树枝状形成的方法,他们在纳米快报上发表了一篇论文。

锂金属电池的前景(陷阱)

在锂离子电池中,阳极或电流产生侧是由石墨等材料与锂离子结合而成的。锂离子流向阴极或电流收集侧。

在锂金属电池中,阳极是由锂金属制成的。电子从阳极流向阴极以产生电能。由锂金属制成的可充电电池具有很大的潜力,因为锂是最具导电性的金属,而且具有很高的容量。

魏说:“从理论上讲,锂金属是电池最好的选择之一,但在实际操作中很难处理。

锂金属电池效率低,不稳定,甚至到目前为止还存在火灾隐患。他们的表现是由锂枝晶的阻碍,形成一个像由锂矿床小石笋。当电池被使用时,锂离子聚集在阳极上。随着时间的推移,锂沉积变得不均匀,导致这些树突的形成,从而导致电池短路。

一个新的认识

世界各地的研究小组已经尝试了各种技术来抑制这些树突的形成和生长。在研究了文献之后,魏发现几乎所有应用的技术都可以在伞下理解:在系统中引入一层多孔材料可以阻止树突在阳极上聚集。

通过数学建模,研究小组发现多孔材料抑制了树突的启动和生长。形成的树突比那些缺乏多孔膜的系统短75%。为了进一步证实这一发现,研究小组制作了一种由多孔氮化硅丝制成的薄膜,其厚度小于每米一百万分之一米。然后,他们将这种膜集成到电池中的锂金属电池中,并运行3000小时。无树突生长。

发现可以使超强力电池更安全、更高效。

魏说:“这种基本的理解可能并不局限于我们使用的氮化硅。”。“其他多孔结构也可以做到这一点。”

更重要的是,这一原则也可以推广到其他电池系统,如锌或钾基电池,他说;

他说:“在这个金属基电池领域,这是最新的理解。”。“这是一种可能产生很高影响的工作。”

魏的合作者在本文包括:Nan Li,文飞伟,柯宇勰,凯元,强松,何俊丽和西北工业大学的晁神和陕西的石墨烯,联合实验室,西安,中国;金望覃和波士顿大学的Emily M. Ryan和犹他州立大学的凌柳;张琳;萧东洛重庆科技学院在重庆,中国。

» 本文来自:港泉SMT » 发现可以使超强力电池更安全、更高效。 » 版权归原作者所有,转载务必注明出处。

» 链接地址:https://www.vipsmt.com/news/hydt/34314.html


相关阅读

  • 暂无相关文章