Moa ve ny kristaly ranoka toy ny electrolytes amin'ny bateria lithium-ion hahavita ny famoronana sela metaly lithium?

Fandalinana mahaliana nataon'ny Oniversite Carnegie Mellon. Nanolo-kevitra ny hampiasa kristaly ranon-javatra ao amin'ny sela lithium-ion ny mpahay siansa mba hampitomboana ny hakitroky ny angovo, ny fahamarinany ary ny fahafahany mamaly. Tsy mbola nandroso ny asa, ka miandry dimy taona farafahakeliny ny fahavitan’izy ireo – raha azo atao.

Ny kristaly ranoka dia nanova ny fampisehoana, ankehitriny dia afaka manampy bateria izy ireo

Lohahevitra misy

• Ny kristaly ranoka dia nanova ny fampisehoana, ankehitriny dia afaka manampy bateria izy ireo
  • Ny kristaly ranoka ho fitaka mba hahazoana electrolyte mivaingana

Raha fintinina: ny mpanamboatra sela lithium-ion amin'izao fotoana izao dia mikatsaka ny hampitombo ny hakitroky ny angovo amin'ny sela raha mitazona na manatsara ny fahombiazan'ny sela, anisan'izany, ohatra, ny fanatsarana ny fitoniana amin'ny herin'aratra ambony kokoa. Ny hevitra dia ny hahatonga ny batterie ho maivana kokoa, azo antoka kokoa ary haingana kokoa ny mamerina. Sahala amin'ilay telozoro haingana-mora-tsara.

Ny iray amin'ireo fomba hampitomboana ny angovo manokana amin'ny sela (amin'ny in-1,5-3) dia ny fampiasana anodes vita amin'ny metaly lithium (Li-metaly).... Tsy karbaona na silisiôma, toy ny teo aloha, fa lithium, singa iray izay tompon'andraikitra mivantana amin'ny fahafahan'ny sela. Ny olana dia ity fandaharana ity dia mampivelatra haingana lithium dendrites, metaly protrusions izay mampifandray ny electrodes roa rehefa mandeha ny fotoana, manimba azy ireo.

Ny kristaly ranoka ho fitaka mba hahazoana electrolyte mivaingana

Mandeha ny asa amin'izao fotoana izao hametahana anodes amin'ny fitaovana isan-karazany mba hamorona akora ivelany izay mamela ny fikorianan'ny litium ion fa tsy mamela ny rafitra mafy orina hitombo. Ny vahaolana mety amin'ny olana dia ny fampiasana electrolyte mafy - rindrina izay tsy ahafahan'ny dendrites miditra.

Ny mpahay siansa ao amin'ny Oniversiten'i Carnegie Mellon dia nandray fomba hafa: te-hijanona amin'ny electrolytes ranoka voaporofo izy ireo, fa mifototra amin'ny kristaly ranoka. Ny kristaly ranoka dia rafitra izay eo anelanelan'ny ranon-javatra sy ny kristaly, izany hoe ny solida misy rafitra voalamina. Ny kristaly ranoka dia ranon-javatra, fa ny molekiolany dia voalamina be (loharano).

Amin'ny ambaratonga molekiola, ny firafitry ny elektrôlôta kristaly ranoka dia rafitra kristaly fotsiny ary noho izany dia manakana ny fitomboan'ny dendrites. Na izany aza, mbola miatrika ranon-javatra isika, izany hoe, dingana iray ahafahan'ny ion mikoriana eo anelanelan'ny electrodes. Voasakana ny fitomboan'ny dendrite, tsy maintsy mikoriana ny entana.

Tsy voalaza ao amin'ny fianarana izany, fa ny kristaly ranoka dia manana endri-javatra manan-danja hafa: rehefa ampiharina amin'izy ireo ny voltase, dia azo alamina amin'ny filaharana iray izy ireo (araka ny hitanao, ohatra, amin'ny fijerena ireo teny ireo sy ny sisin-tany eo anelanelan'ny mainty hoditra. litera sy lafika maivana). Noho izany dia mety hitranga fa rehefa manomboka mamaly ny sela, ny molekiola kristaly ranoka dia hapetraka amin'ny zoro hafa ary "manakisana" ny tahiry dendritika avy amin'ny electrodes.

Raha jerena dia hitovy amin'ny fanakatonana ny flaps izany, ohatra, ao amin'ny lavaka fantson-drano.

Ny lafy ratsiny ny zava-misy dia izay Carnegie Mellon University dia vao nanomboka fikarohana momba ny electrolytes vaovao... Efa fantatra fa ambany noho ny an'ny electrolytes ranon-javatra mahazatra ny fahamarinany. Miseho haingana kokoa ny fahasimban'ny sela, ary tsy izany no lalana mahaliana antsika. Na izany aza, mety ho voavaha ny olana rehefa mandeha ny fotoana. Ankoatr'izay, tsy manantena ny fisehon'ny fitambaran'ny fanjakana mafy orina mialoha ny tapany faharoa amin'ny folo taona isika:

> LG Chem dia mampiasa sulfida amin'ny sela matanjaka. Famerenana amin'ny laoniny ny varotra electrolyte tsy teo aloha 2028

Sary fampidirana: Lithium dendrites dia miforona eo amin'ny elektrôda amin'ny sela lithium-ion microscopic. Ny endrika maizina lehibe eo ambony dia ny electrode faharoa. Ny "bubble" voalohany amin'ny atoma lithium dia mipoitra amin'ny fotoana iray, mamorona "volomparasy" izay fototry ny dendrite mipoitra (c) PNNL Unplugged / YouTube:

Mety hahaliana anao izany: