Литий-иондук батареялардагы электролиттер катары суюк кристаллдар туруктуу литий металл клеткаларын түзүүгө мүмкүндүк береби?
ыраазы
Карнеги Меллон университетинин кызыктуу изилдөөсү. Окумуштуулар литий-иондук клеткаларда суюк кристаллдарды колдонууну, алардын энергия тыгыздыгын, туруктуулугун жана заряддоо жөндөмдүүлүгүн жогорулатууну сунушташты. Иш али алдыга жыла элек, ошондуктан биз алардын бүтүшүн жок дегенде беш жыл күтөбүз – эгер мүмкүн болсо.
Суюк кристаллдар дисплейлерди өзгөрттү, эми алар батареяларга жардам бере алышат
Мазмуну
- Суюк кристаллдар дисплейлерди өзгөрттү, эми алар батареяларга жардам бере алышат
- Суюк кристаллдар суюк-катуу электролит алуу үчүн амал катары
Кыскача айтканда: литий-иондук клетка өндүрүүчүлөр азыркы учурда клетканын иштешин сактап же жакшыртып, анын ичинде, мисалы, жогорку заряддоо кубаттуулуктарында туруктуулукту жакшыртуу менен бирге клеткалардын энергия тыгыздыгын жогорулатууга умтулушат. Идея батарейкаларды жеңилирээк, коопсузураак жана тезирээк кубаттоо. Бир аз тез-арзан-жакшы үч бурчтук сыяктуу.
Клеткалардын салыштырма энергиясын (1,5-3 эсеге) олуттуу жогорулатуунун жолдорунун бири литий-металл аноддорун (Li-металл) колдонуу болуп саналат.... Мурдагыдай көмүртек же кремний эмес, клетканын кубаттуулугуна түздөн-түз жооптуу болгон литий элементи. Көйгөй, бул түзүлүш литий дендриттерин, убакыттын өтүшү менен эки электродду туташтырган металл протрузияларын тез өнүктүрүп, аларга зыян келтирет.
Суюк кристаллдар суюк-катуу электролит алуу үчүн амал катары
Учурда литий иондорунун агымын камсыз кылган, бирок катуу структуралардын өсүшүнө жол бербеген сырткы кабыкты пайда кылуу үчүн аноддорду түрдүү материалдарга таңгактоо иштери жүрүп жатат. Көйгөйдүн потенциалдуу чечими ошондой эле катуу электролиттерди колдонуу болуп саналат - дендриттер кире албай турган дубал.
Карнеги Меллон университетинин окумуштуулары башкача мамиле кылышкан: алар далилденген суюк электролиттер менен калууну каалашат, бирок суюк кристаллдардын негизинде. Суюк кристаллдар - суюктук менен кристаллдардын ортосунда жайгашкан структуралар, башкача айтканда, тартиптүү түзүлүштөгү катуу заттар. Суюк кристаллдар суюк, бирок алардын молекулалары өтө тартиптүү (булак).
Молекулярдык деңгээлде суюк кристаллдык электролиттин түзүлүшү жөн гана кристаллдык түзүлүш болуп саналат жана демек дендриттердин өсүшүнө бөгөт коёт. Бирок, биз дагы эле суюктук менен, башкача айтканда, электроддор арасында иондордун өтүшүнө мүмкүндүк берүүчү фаза менен алектенип жатабыз. Дендриттин өсүшү бөгөттөлгөн, жүктөр агып чыгышы керек.
Бул изилдөөдө айтылган эмес, бирок суюк кристаллдардын дагы бир маанилүү өзгөчөлүгү бар: аларга чыңалуу колдонулгандан кийин, алар белгилүү бир тартипте жайгаштырылышы мүмкүн (мисалы, бул сөздөрдү жана кара түстөрдүн ортосундагы чекти карап көрүп турасыздар. тамгалар жана жарык фон). Ошентип, клетка заряддай баштаганда, суюк кристалл молекулалары башка бурчта жайгашып, электроддордон дендриттик кендерди "сыртып" коюшу мүмкүн.
Визуалдык жактан алганда, бул вентиляция тешигиндеги капкактардын жабылышына окшош болот.
Кырдаалдын терс жагы ушунда Карнеги Меллон университети жаңы электролиттер боюнча изилдөө баштады... Алардын туруктуулугу кадимки суюк электролиттердикинен төмөн экени буга чейин белгилүү. Клетканын деградациясы тезирээк болот жана бул бизди кызыктырган багыт эмес. Бирок, убакыттын өтүшү менен маселе чечилип калышы мүмкүн. Анын үстүнө, биз он жылдыктын экинчи жарымынан эрте катуу абалдагы кошулмалардын пайда болушун күтпөйбүз:
> LG Chem катуу абалдагы клеткаларда сульфиддерди колдонот. Катуу электролиттерди коммерциялаштыруу 2028-жылдан эрте эмес
Кириш сүрөтү: Литий дендриттери микроскопиялык литий-иондук клетканын электродунда түзүлөт. Үстүндөгү чоң караңгы фигура экинчи электрод болуп саналат. Литий атомдорунун баштапкы "көбүгү" кандайдыр бир учурда көтөрүлүп, пайда болгон дендриттин (c) PNNL Unplugged / YouTube'дун негизин түзгөн "мурутту" жаратат:
Бул сизди кызыктырышы мүмкүн:
