Литий-ионды аккумуляторлардағы электролиттер ретінде сұйық кристалдар тұрақты литий металл жасушаларын жасауға мүмкіндік бере ме?
Мазмұны
Карнеги Меллон университетінің қызықты зерттеуі. Ғалымдар литий-иондық жасушалардың энергия тығыздығын, тұрақтылығын және зарядтау қабілетін арттыру үшін сұйық кристалдарды пайдалануды ұсынды. Жұмыс әлі алға қойған жоқ, сондықтан біз олардың аяқталуын кем дегенде бес жыл күтеміз - егер мүмкін болса.
Сұйық кристалдар дисплейлерде төңкеріс жасады, енді олар батареяларға көмектесе алады
Мазмұны
- Сұйық кристалдар дисплейлерде төңкеріс жасады, енді олар батареяларға көмектесе алады
- Сұйық кристалдар сұйық-қатты электролит алудың айласы ретінде
Қысқаша айтқанда: литий-иондық ұяшықтарды өндірушілер қазіргі уақытта жасуша өнімділігін сақтай отырып немесе жақсарта отырып, жасушалардың энергия тығыздығын арттыруға, соның ішінде, мысалы, жоғары зарядтау қуаттарында тұрақтылықты жақсартуға ұмтылуда. Идея - батареяларды жеңілірек, қауіпсіз және тезірек зарядтау. Тез-арзан-жақсы үшбұрышқа ұқсайды.
Жасушалардың меншікті энергиясын айтарлықтай арттыру жолдарының бірі (1,5-3 есе) литий металды анодтарды (Li-металл) пайдалану болып табылады.... Бұрынғыдай көміртек немесе кремний емес, жасушаның сыйымдылығына тікелей жауап беретін литий элементі. Мәселе мынада, бұл орналасу литий дендриттерін, уақыт өте келе екі электродты байланыстыратын металл шығыңқы жерлерін дамытып, оларды зақымдайды.
Сұйық кристалдар сұйық-қатты электролит алудың айласы ретінде
Қазіргі уақытта литий иондарының ағуына мүмкіндік беретін, бірақ қатты құрылымдардың өсуіне жол бермейтін сыртқы қабықшаны қалыптастыру үшін әртүрлі материалдарға анодтарды орау жұмыстары жүргізілуде. Мәселенің әлеуетті шешімі де қатты электролит – дендриттер өте алмайтын қабырғаны пайдалану болып табылады.
Карнеги Меллон университетінің ғалымдары басқа көзқарасты ұстанды: олар дәлелденген сұйық электролиттермен қалғысы келеді, бірақ сұйық кристалдарға негізделген. Сұйық кристалдар деп сұйық пен кристалдардың ортасында орналасқан құрылымдар, яғни реттелген құрылымы бар қатты заттар. Сұйық кристалдар сұйық, бірақ олардың молекулалары жоғары реттелген (көзі).
Молекулалық деңгейде сұйық кристалды электролиттің құрылымы жай ғана кристалдық құрылым болып табылады және осылайша дендриттердің өсуін тежейді. Дегенмен, біз әлі де сұйықтықпен, яғни электродтар арасында иондардың ағып кетуіне мүмкіндік беретін фазамен айналысамыз. Дендрит өсуі бітеліп, жүктемелер ағып кетуі керек.
Зерттеуде бұл туралы айтылмаған, бірақ сұйық кристалдардың тағы бір маңызды ерекшелігі бар: оларға кернеу берілгеннен кейін оларды белгілі бір ретпен орналастыруға болады (мысалы, осы сөздерге және қара түстің арасындағы шекараға қарап, көріп отырғаныңыздай. әріптер және ашық фон). Осылайша, ұяшық зарядтала бастағанда, сұйық кристалды молекулалар басқа бұрышта орналасады және электродтардағы дендритті шөгінділерді «сыртып тастайды».
Көрнекі түрде, бұл желдеткіш саңылаудағы қақпақтардың жабылуына ұқсайды.
Жағдайдың кемшілігі сол Карнеги Меллон университеті жаңа электролиттер туралы зерттеулерді енді ғана бастады... Олардың тұрақтылығы әдеттегі сұйық электролиттерге қарағанда төмен екені қазірдің өзінде белгілі. Жасушаның деградациясы тезірек жүреді және бұл бізді қызықтыратын бағыт емес. Дегенмен, уақыт өте келе мәселенің шешімін табуы әбден мүмкін. Сонымен қатар, біз қатты күйдегі қосылыстардың пайда болуын онжылдықтың екінші жартысынан ерте күтпейміз:
> LG Chem қатты күйдегі жасушаларда сульфидтерді пайдаланады. Қатты электролиттерді коммерцияландыру 2028 жылдан ерте емес
Кіріспе сурет: Литий дендриттері микроскопиялық литий-ионды жасушаның электродында түзіледі. Жоғарғы жағындағы үлкен қараңғы фигура - екінші электрод. Литий атомдарының бастапқы «көпіршігі» белгілі бір уақытта көтеріліп, пайда болған дендриттің (c) PNNL Unplugged / YouTube негізі болып табылатын «мұрт» жасайды:
Бұл сізді қызықтыруы мүмкін:
