Оё кристалҳои моеъ ҳамчун электролитҳо дар батареяҳои литий-ион имкон медиҳанд, ки ҳуҷайраҳои устувори литий-металлӣ эҷод карда шаванд?
Мундариҷа
Тадқиқоти ҷолиб аз ҷониби Донишгоҳи Карнеги Меллон. Олимон пешниҳод карданд, ки кристаллҳои моеъ дар ҳуҷайраҳои литий-ион барои баланд бардоштани зичии энергия, устуворӣ ва қобилияти пуркунии онҳо истифода шаванд. Кор хануз пеш нарафтааст, бинобар ин мо камаш панч сол то ба охир расидани онхо мунтазир мешавем — агар имкон бошад.
Кристаллҳои моеъ дисплейҳоро инқилоб карданд, акнун онҳо метавонанд ба батареяҳо кӯмак расонанд
Мундариҷа
- Кристаллҳои моеъ дисплейҳоро инқилоб карданд, акнун онҳо метавонанд ба батареяҳо кӯмак расонанд
- Кристаллҳои моеъ ҳамчун ҳилла барои ба даст овардани электролитҳои сахти моеъ
Хулоса, истеҳсолкунандагони ҳуҷайраҳои литий-ион дар айни замон саъй мекунанд, ки зичии энергетикии ҳуҷайраҳоро ҳангоми нигоҳдорӣ ё беҳтар кардани кори ҳуҷайраҳо, аз ҷумла, барои баланд бардоштани устуворӣ дар иқтидори пуркунандаи барқ зиёд кунанд. Идеяи он аст, ки батареяҳо сабуктар, бехатартар ва тезтар барқ шаванд. Каме мисли секунҷаи зуд-арзон-хуб.
Яке аз роххои хеле зиёд кардани энергияи хоси хучайрахо (1,5—3 баробар) истифодаи анодхои аз металли литий (ли-металл) сохташуда мебошад.. На аз карбон ё кремний, мисли пештара, балки аз литий, унсуре, ки бевосита барои иқтидори элемент масъул аст. Мушкилот дар он аст, ки ин тартиб дендритҳои литий, протрузияҳои металлиро зуд инкишоф медиҳад, ки дар ниҳоят ду электродро мепайвандад ва ба онҳо зарар мерасонад.
Кристаллҳои моеъ ҳамчун ҳилла барои ба даст овардани электролитҳои сахти моеъ
Айни замон корҳо барои бастабандии анодҳо дар маводҳои гуногун идома доранд, то як қабати берунӣ ба вуҷуд ояд, ки ҷараёни ионҳои литийро фароҳам меорад, аммо ба афзоиши сохторҳои сахт имкон намедиҳад. Як ҳалли эҳтимолии мушкилот инчунин истифодаи электролитҳои сахт аст - деворе, ки аз он дендритҳо ворид шуда наметавонанд.
Олимони Донишгоҳи Карнеги Меллон равиши дигарро пеш гирифтанд: онҳо мехоҳанд бо электролитҳои моеъи исботшуда бимонанд, аммо дар асоси кристаллҳои моеъ. Кристаллҳои моеъ сохторҳое мебошанд, ки дар байни моеъ ва кристаллҳо дар нимароҳ ҷойгиранд, яъне ҷисмҳои сахти дорои сохтори фармоишӣ. Кристаллҳои моеъ моеъ мебошанд, аммо молекулаҳои онҳо хеле ба тартиб оварда шудаанд (манбаъ).
Дар сатҳи молекулавӣ сохтори электролитҳои кристалии моеъ танҳо як сохтори кристаллӣ мебошад ва аз ин рӯ афзоиши дендритҳоро бозмедорад. Аммо, мо то ҳол бо моеъ, яъне фазае сару кор дорем, ки имкон медиҳад ионҳо дар байни электродҳо ҷорӣ шаванд. Афзоиши дендритҳо баста шудааст, борҳо бояд ҷорӣ шаванд.
Тадқиқот дар ин бора ёдовар нашудааст, аммо кристаллҳои моеъ боз як хусусияти муҳим доранд: пас аз истифодаи шиддат ба онҳо, онҳо метавонанд худро бо тартиби муайян ҷойгир кунанд (чунон ки шумо мебинед, масалан, бо дидани ин калимаҳо ва сарҳади байни сиёҳ. ҳарфҳо ва заминаи равшан). Ҳамин тавр, мумкин аст, ки вақте ки ҳуҷайра барқгирандаро оғоз мекунад, молекулаҳои кристаллҳои моеъ дар кунҷи дигар қарор мегиранд ва пасандозҳои дендритро аз электродҳо "тарошанд".
Ба таври визуалӣ, ин ба пӯшидани пардаҳо, масалан, дар вентилятсия шабоҳат дорад.
Тарафи дигари вазъият дар он аст Донишгоҳи Карнеги Меллон танҳо таҳқиқотро дар бораи электролитҳои нав оғоз кард. Аллакай маълум аст, ки устувории онхо нисбат ба электролитхои моеъи мукаррарй пасттар аст. Таназзули ҳуҷайраҳо тезтар аст ва ин самте нест, ки моро ба худ ҷалб мекунад. Бо вуҷуди ин, имкон дорад, ки бо мурури замон мушкилот ҳал шавад. Гузашта аз ин, мо то нимаи дуюми даҳсола пайдоиши пайвастагиҳои ҳолати сахтро интизор нестем:
> LG Chem сулфидҳоро дар ҳуҷайраҳои ҳолати сахт истифода мебарад. Тиҷоратии электролитҳои сахт на пештар аз соли 2028
Сурати муқаддимавӣ: дендритҳои литий дар электроди ҳуҷайраи литий-ионҳои микроскопӣ ба вуҷуд меоянд. Тасвири калони торик дар боло электроди дуюм аст. "Ҳубобӣ"-и ибтидоии атомҳои литий дар як лаҳза парида, "муйбор"-ро ба вуҷуд меорад, ки асоси дендрити пайдошаванда (c) PNNL Unplugged / YouTube:
Ин метавонад ба шумо таваҷҷӯҳ кунад:
