Zinātnieki izstrādā jaunu materiālu, kā padarīt litija jonu akumulatorus pašdziedinošus un viegli pārstrādājamus

Visi Jaunumi
Sākums Visi jaunumi Zinātnieki izstrādā jaunu materiālu, kā padarīt litija jonu akumulatorus pašdziedinošus un viegli ...
  • Visas ziņas
  • Zinātne

Zinātnieki izstrādā jaunu materiālu, kā padarīt litija jonu akumulatorus pašdziedinošus un viegli pārstrādājamus

Ar labo ziņu tīkla starpniecību - 2019. gada 27. decembrī

Litija jonu akumulatori ir pazīstami ar iekšējo elektrisko šortu attīstību, kas var aizdedzināt akumulatora šķidros elektrolītus, izraisot eksploziju un ugunsgrēku.

Ilinoisas universitātes inženieri tomēr ir izstrādājuši cietu polimēru bāzes elektrolītu, kas pēc bojājumiem var patstāvīgi sadzīt, un materiālu var pārstrādāt arī neizmantojot smagas ķīmiskas vielas vai paaugstinātu temperatūru.

Jaunais pētījums, kas ražotājiem varētu palīdzēt ražot pārstrādājamas, pašdziedinošas komerciālās baterijas, tiek publicēts žurnālā Amerikas ķīmijas biedrības žurnāls.

Tā kā litija jonu baterijas iziet cauri vairākiem uzlādes un izlādes cikliem, tās izveido sīkas, zarveidīgas cietā litija struktūras, ko sauc par dendritiem, sacīja pētnieki.

vecākais koks Īrijā

SKATIES: Trīsstāvu “ūdens akumulators” jau mēnesī ir samazinājis universitātes elektriskās izmaksas par 40%

meitene cūcīga gulta

Šīs struktūras samazina akumulatora darbības laiku, rada karstajos punktos un elektriskos šortos un dažreiz kļūst pietiekami lielas, lai caurdurtu akumulatora iekšējās daļas, izraisot eksplozīvas ķīmiskas reakcijas starp elektrodiem un elektrolītu šķidrumiem.

Ķīmiķi un inženieri ir mēģinājuši aizstāt šķidros elektrolītus litija jonu akumulatoros ar cietiem materiāliem, piemēram, keramiku vai polimēriem, sacīja pētnieki. Tomēr daudzi no šiem materiāliem ir stingri un trausli, kā rezultātā ir slikts kontakts ar elektrolītiem un samazināta vadītspēja.

“Cietie jonu vadošie polimēri ir viena no iespējām šķidro elektrolītu attīstīšanai,” sacīja Brian Jing, materiālu zinātnes un inženierzinātņu maģistrantu un studiju līdzautors. 'Bet augstas temperatūras apstākļi akumulatora iekšienē var izkausēt lielāko daļu polimēru, atkal izraisot dendrītu un sabojāšanos.'

VAIRĀK: Pirmais pilnībā uzlādējamais oglekļa dioksīda akumulators ir septiņas reizes efektīvāks nekā litija jons

Iepriekšējos pētījumos ir iegūti cietie elektrolīti, izmantojot polimēru virkni, kas ir savstarpēji savienoti, veidojot gumijotu litija vadītāju. Šī metode aizkavē dendrītu augšanu; tomēr šie materiāli ir sarežģīti un pēc bojājumiem tos nevar reģenerēt vai dziedēt, sacīja Dzjinga.

Lai risinātu šo problēmu, pētnieki izstrādāja tīkla polimēra elektrolītu, kurā šķērssavienojuma punktā var notikt apmaiņas reakcijas un apmainīties ar polimēru dzīslām. Atšķirībā no lineārajiem polimēriem, šie tīkli karsēšanas laikā kļūst stīvāki, kas potenciāli var samazināt dendrīta problēmu, sacīja pētnieki. Pēc bojājumiem tos var viegli sadalīt un atdalīt tīkla struktūrā, padarot tos pārstrādājamus un atjaunojot vadītspēju pēc sabojāšanas, jo tie ir pašdziedinoši.

ietaupot carons patversmes suņu foto
Foto: L. Braiens Staufers / Ilinoisas Universitāte

'Šis jaunais tīkla polimērs parāda arī ievērojamo īpašību, ka karsējot palielinās gan vadītspēja, gan stīvums, kas nav redzams parastajos polimēru elektrolītos,' sacīja Jing.

'Lielākajai daļai polimēru ir vajadzīgas spēcīgas skābes un augsta temperatūra, lai sadalītos,' sacīja materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors un galvenais autors Kristofers Evanss. 'Mūsu materiāls izšķīst ūdenī istabas temperatūrā, padarot to par ļoti energoefektīvu un videi draudzīgu procesu.'

Lai gan pētnieki atzīst, ka ir nepieciešams vairāk darba, pirms materiālu var izmantot baterijās, kuras ir salīdzināmas ar mūsdienās izmantotajām, komanda pārbaudīja jaunā materiāla vadītspēju un atzina, ka tā kā efektīva akumulatora elektrolīta potenciāls ir īpaši daudzsološs.

zēns nokrīt no pacēlāja

Atkārtoti izdrukāts no Ilinoisas universitātes Urbana-Champaign ziņu birojā

Uzlabojiet pozitivitāti, kopīgojot labās ziņas ar draugiem sociālajos medijos ...

Coffee Cup

Vai vēlaties labu rītu grūdieni?


  • ATSLĒGAS
  • Pārvadājumi
  • Tehnoloģijas
  • Ilgtspējība
  • HOUSE
  • EV
  • Dabai draudzīgs
  • NewsCred
  • Ilgtspējīga
Labo ziņu tīkls

Piedāvātais produkts

2018. gada 16. decembrī dibinātāju emuārs

Izvēlieties savas ziņas

Izvēlieties savas ziņas Izvēlēties kategoriju Labas sarunas Laba dzīve Labs bizness Laba veselība GNN Podcast Visi jaunumi ASV pasaule Iedvesmojoši dzīvnieki smejas Labi Zemes varoņi Bērni Pašpalīdzības dibinātāji Emuāri Zinātne Veselība Māksla un atpūta Slavenības Sporta reliģija Recenzijas mājās Uzņēmējdarbība Top video Español Labi kodumi šajā dienā Dienas citātā vēsturē 2018. gada 13. marts Dibinātāju emuārs