Lityum metal pil arızasına ilişkin bilgiler, pil ömrünü iki katına çıkarmanın kapılarını açar

0
96

Li anodunda LiH’nin oluşumu ve ayrışma sürecini yöneten sıcaklığa duyarlı denge. Kredi bilgileri: Xu Gaojie

Lityum metal piller, kullanıldıklarında anotları küçük parçalara ayrılmasaydı, lityum iyon pillerin tuttuğu enerji miktarını ikiye katlayabilirdi.

Şimdi, Çin Bilimler Akademisi’nin (CAS) Qingdao Biyoenerji ve Biyoproses Teknolojisi Enstitüsü’nden (QIBEBT) Prof. Cui Guanglei liderliğindeki araştırmacılar, lityum metal pillerin (LMB’ler) ‘kendi kendini yok etmesine’ neyin neden olduğunu belirlediler ve bir yol önerdiler. önlemek için. Bulgular 19 Ocak’ta Angewandte Chemie’de yayınlandı.

Bu, boyutlarında herhangi bir artış olmaksızın ve daha düşük maliyetle pillerde tutulan enerjiyi radikal bir şekilde geliştirme umudu sunar.

Aslında, LMB’ler uzun ömürlü piller için orijinal konseptti, ancak anotları küçük parçalara ayrıldı – “pulverizasyon” olarak bilinen bir mikro yapı. LMB’ler böylelikle geçiş sırasında hızla çalışmayı durdurur. Lityum iyon piller aslında bir uzlaşmaydı: LMB konseptinde ince ayar yapılması, grafit anot kullanarak anot arızasını önledi, ancak çok daha düşük enerji depolama seviyeleri pahasına.

LMB geliştirmenin karşı karşıya olduğu sorunlardan biri, anodun neden başarısız olduğu konusundaki anlayış eksikliği ve hatta tartışmalar olmuştur. Geleneksel olarak, pilin çevrimi sırasında dendrit adı verilen küçük ağaç dalı benzeri lityum yapılarının oluştuğu ileri sürülür. Ek olarak, pulverizasyon yapısı her zaman herhangi bir arızalı LMB’de görünür.

Yine de tartışmalı olan şey, pulverizasyon yapısında lityum hidritin (LiH) mevcut olup olmadığıdır. LiH zayıf elektriksel iletkenliğe sahiptir, ancak aynı zamanda çok kırılgandır, bu da pulverizasyonu açıklayabilir. Geçmişte, bir grup araştırmacı LiH’yi farklı bir dendrit türü olarak tanımlamıştı, ancak başka bir grup bu çizgiler boyunca hiçbir şey bulamadı.

Bununla birlikte, her iki araştırma grubu da bir LMB’nin yalnızca basitleştirilmiş sürümlerini kullanmıştı. Neler olup bittiğini doğru bir şekilde araştırmak için, QIBEBT araştırma ekibi tipik çalışma koşulları altında pratik bir LMB çalıştırdı.

Araştırmacılar, bir tür kütle spektrometresi kullanarak (bilinmeyen bileşiklerin tanımlanmasına izin veren analitik bir araç), LiH’nin gerçekten de pil kullanılırken anot üzerindeki baskın bileşik haline geldiğini doğruladılar.

Ancak daha da önemlisi, bu kimyasal reaksiyonun sıcaklığa duyarlı olduğunu buldular: Bu yalnızca oda sıcaklığında gerçekleşir ve sıcaklık bu seviyenin üzerine çıkarsa işlem tersine çevrilebilir.

Bu, LiH üretiminin, ısıl işlem veya aynı etkiyi üreten bir basınç işlemi veya ikisinin bir kombinasyonu yoluyla önlenebileceği yolları önerir. Ek seçenekler arasında, hidrojen iyonlarının üretiminin bastırılması veya lityumu hidrojenden koruyabilen arayüz malzemelerinin yerleştirilmesi yer alır.

QIBEBT’nin baş yazarı ve bilim insanı Cui Guanglei, “Bu çalışmadan çıkan bir sonraki adım, gerçekten iyi bir lityum koruması üretmektir,” dedi ve QIBEBT’nin uzun süredir devam eden pratik uygulamaları vaadini yerine getirmelidir. lityum metal pillerin ‘kutsal kâsesi’. ”

Lityum metal pillerde kısa devreler nasıl engellenebilir Daha fazla bilgi: Gaojie Xu ve diğerleri, LiH’nin oluşumu / ayrışma dengesi ve pratik lityum metal pillerde anot arızasına katkısı, Angewandte Chemie International Edition (2021). DOI: 10.1002 / anie.202013812 Çin Bilimler Akademisi tarafından sağlanmıştır.

Alıntı: Lityum metal pil arızasıyla ilgili bilgiler, pil ömrünü ikiye katlamanın kapılarını açıyor (2021, 8 Şubat), 8 Şubat 2021’de https://techxplore.com/news/2021-02-insights-lithium-metal-battery-failure.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz