შეძლებენ თუ არა თხევადი კრისტალები, როგორც ელექტროლიტები ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, შექმნან სტაბილური ლითიუმის ლითონის უჯრედები?
ინფორმაციის
კარნეგი მელონის უნივერსიტეტის საინტერესო კვლევა. მეცნიერებმა შესთავაზეს ლითიუმ-იონურ უჯრედებში თხევადი კრისტალების გამოყენება მათი ენერგიის სიმკვრივის, სტაბილურობისა და დამუხტვის უნარის გასაზრდელად. სამუშაო ჯერ არ დასრულებულა, ასე რომ, ჩვენ დაველოდებით მინიმუმ ხუთი წლის განმავლობაში მათ დასრულებას - თუ ეს შესაძლებელია.
თხევად კრისტალებმა რევოლუცია მოახდინა ეკრანებზე, ახლა მათ შეუძლიათ ბატარეების დახმარება
სარჩევი
- თხევად კრისტალებმა რევოლუცია მოახდინა ეკრანებზე, ახლა მათ შეუძლიათ ბატარეების დახმარება
- თხევადი კრისტალები, როგორც ხრიკი თხევად-მყარი ელექტროლიტის მისაღებად
მოკლედ, ლითიუმ-იონური უჯრედების მწარმოებლები ამჟამად ცდილობენ გაზარდონ უჯრედების ენერგეტიკული სიმკვრივე მათი მუშაობის შენარჩუნების ან გაუმჯობესების დროს, მათ შორის, მაგალითად, გაზრდილი სტაბილურობა მაღალი დამუხტვის შესაძლებლობებზე. იდეა არის ბატარეები უფრო მსუბუქი, უსაფრთხო და უფრო სწრაფად დატენვა გახდეს. ცოტა სწრაფად-იაფი-კარგის სამკუთხედს ჰგავს.
უჯრედების სპეციფიკური ენერგიის საგრძნობლად გაზრდის ერთ-ერთი გზა (1,5-3-ჯერ) არის ლითიუმის ლითონისგან (Li-metal) დამზადებული ანოდების გამოყენება.... არა ნახშირბადი ან სილიციუმი, როგორც ადრე, არამედ ლითიუმი, ელემენტი, რომელიც პირდაპირ პასუხისმგებელია უჯრედის სიმძლავრეზე. პრობლემა ის არის, რომ ეს განლაგება სწრაფად ავითარებს ლითიუმის დენდრიტებს, ლითონის გამონაზარდებს, რომლებიც დროთა განმავლობაში აკავშირებს ორ ელექტროდს და აზიანებს მათ.
თხევადი კრისტალები, როგორც ხრიკი თხევად-მყარი ელექტროლიტის მისაღებად
ამჟამად მიმდინარეობს მუშაობა ანოდების შეფუთვაზე სხვადასხვა მასალებში, რათა შეიქმნას გარე გარსი, რომელიც საშუალებას აძლევს ლითიუმის იონების ნაკადს, მაგრამ არ იძლევა მყარი სტრუქტურების ზრდის საშუალებას. პრობლემის პოტენციური გადაწყვეტა ასევე არის მყარი ელექტროლიტის გამოყენება - კედელი, რომლის მეშვეობითაც დენდრიტები ვერ შეაღწევენ.
კარნეგი მელონის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა განსხვავებული მიდგომა გამოიყენეს: მათ სურთ დარჩეს დადასტურებული თხევადი ელექტროლიტებით, მაგრამ თხევადი კრისტალების საფუძველზე. თხევადი კრისტალები არის სტრუქტურები, რომლებიც შუაშია თხევადსა და კრისტალებს შორის, ანუ მყარი სტრუქტურები მოწესრიგებული სტრუქტურით. თხევადი კრისტალები თხევადია, მაგრამ მათი მოლეკულები ძალიან მოწესრიგებულია (წყარო).
მოლეკულურ დონეზე, თხევადი კრისტალური ელექტროლიტის სტრუქტურა მხოლოდ კრისტალური სტრუქტურაა და ამით ბლოკავს დენდრიტების ზრდას. თუმცა საქმე ისევ სითხესთან გვაქვს, ანუ ფაზასთან, რომელიც ელექტროდებს შორის იონების გადინების საშუალებას აძლევს. დენდრიტის ზრდა დაბლოკილია, დატვირთვები უნდა მიედინებოდეს.
ეს არ არის ნახსენები კვლევაში, მაგრამ თხევად კრისტალებს აქვთ კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი თვისება: როდესაც მათზე ძაბვა იქნება გამოყენებული, ისინი შეიძლება განლაგდეს გარკვეული თანმიმდევრობით (როგორც ხედავთ, მაგალითად, ამ სიტყვების დათვალიერებით და შავ საზღვრებს შორის ასოები და ღია ფონი). ასე რომ, შეიძლება მოხდეს, რომ როდესაც უჯრედი დამუხტვას დაიწყებს, თხევადი კრისტალური მოლეკულები განლაგდება სხვა კუთხით და "გაფხეხავს" დენდრიტულ საბადოებს ელექტროდებიდან.
ვიზუალურად, ეს წააგავს ფლაპების დახურვას, ვთქვათ, ვენტილაციაში.
სიტუაციის უარყოფითი მხარე ის არის კარნეგი მელონის უნივერსიტეტმა ახლახან დაიწყო ახალი ელექტროლიტების კვლევა... უკვე ცნობილია, რომ მათი სტაბილურობა უფრო დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი თხევადი ელექტროლიტები. უჯრედების დეგრადაცია უფრო სწრაფად ხდება და ეს არ არის ის მიმართულება, რომელიც გვაინტერესებს. თუმცა, შესაძლებელია, დროთა განმავლობაში პრობლემა მოგვარდეს. უფრო მეტიც, ჩვენ არ ველით მყარი მდგომარეობის ნაერთების გამოჩენას ათწლეულის მეორე ნახევარზე ადრე:
> LG Chem იყენებს სულფიდებს მყარ მდგომარეობაში უჯრედებში. მყარი ელექტროლიტების კომერციალიზაცია არა უადრეს 2028 წ
შესავალი ფოტო: ლითიუმის დენდრიტები წარმოიქმნება მიკროსკოპული ლითიუმ-იონური უჯრედის ელექტროდზე. დიდი მუქი ფიგურა თავზე მეორე ელექტროდია. ლითიუმის ატომების საწყისი „ბუშტი“ რაღაც მომენტში იფეთქებს და ქმნის „ულვაშს“, რომელიც წარმოქმნილი დენდრიტის საფუძველია (c) PNNL Unplugged / YouTube:
ეს შეიძლება დაგაინტერესოთ:
