Подпишитесь

Контроль над «дендритами» увеличит КПД литий-ионных аккумуляторов

Новые исследования могут стать крайне полезными в вопросе разработки более эффективных и надежных литий-ионных батарей, и аккумуляторов, которым бы требовалось, к тому же, меньше времени на полную зарядку.

Исследователи - материаловеды из Университета Пердью, установили и изучили комплексный механизм, стоящий за распространенным типом сбоя литий-ионных аккумуляторов, вызываемым чрезмерным ростом так называемых “дендритов”. Результаты исследования могут стать крайне полезными в вопросе разработки более эффективных и надежных литий-ионных батарей, и аккумуляторов, которым бы требовалось, к тому же, меньше времени на полную зарядку. Сами дендриты представляют собой литиевые образования, растущие внутри аккумуляторов – и будучи подвержены высоким напряжениям, их рост значительно ускоряется.

Контроль над «дендритами» увеличит КПД литий-ионных аккумуляторов

Аккумулятор состоит из двух электродов, называемые анодом и катодом, разделенные изолирующим полимером. Дендриты, вырастая обычно в форме иглы и доставая до этого полимера, всегда разрушают аккумулятор. Однако в опубликованной работе команды исследователей из Университета Пердью в журнале Nano Energy указывается возможность избежать этого процесса – и как следствие, разрушения аккумулятора.

Этот метод заключается в намеренном контролировании процесса роста дендритов. В зависимости от того, как именно и в какой форме эти дендриты вырастают, ученые предлагают использовать немного разные подходы этого метода. Было установлено, что намеренное добавления некоторой части лития на вершину дендритов значительно замедляет их рост, вызывая тем самым экспоненциальный рост дендритов из основания.

Контроль над «дендритами» увеличит КПД литий-ионных аккумуляторов

Именно контролирование роста дендритов в аккумуляторах и позволяет предугадывать особенности работы аккумулятора – кроме того, это знание позволяет вплотную подойти к разработке и выпуску новых типов литий-ионных батарей, которые бы отличались еще более высоким уровнем производительности при аналогичном более высоком уровне надежности. Кроме того, исследователи обнаружили также третий, необычный тип роста дендритов, когда они совмещают иглообразную и плоскую форму роста – это наиболее проблемный тип их распространения в аккумуляторах.

Контроль над «дендритами» увеличит КПД литий-ионных аккумуляторов

Дендриты создают еще более значительную проблему для новых типов батарей, называемых литиево-анодными батареями и литиево-воздушными батареями.

В то время как аноды в сегодняшних батареях сделаны из углерода, аноды в этих новых типах батарей будут изготовлены из чистого лития, что может увеличить емкость в десять раз, но сделать их более уязвимыми для дендритов.

Исследователи создали «единую теоретическую основу кинетики роста дендритов», которая оценивает влияние различных факторов на образование и рост дендритов, а также определяет пять «режимов роста лития». Главным результатом исследования является значительное продвижение в поиске дендрит-свободных литиевых анодов. опубликовано econet.ru 

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

 

Источник: https://econet.ru/

Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не люди бегут от жизни, потому что она скучна, а жизнь убегает от людей, потому что они мелки Томас Вулф
    Что-то интересное
    Больше материалов
    Больше материалов