Ученые из Института Райса разработали новейший перспективный электродный материал для аккумуляторной архитектуры с большим потенциалом.
Прорыв команды может посодействовать преодолеть давнишнюю делему с литий-металлическими батареями, технологией, которая обещает существенно сделать лучше производительность современных решений.
Литий-металлические батареи – это батареи, в каких графит, обычно применяемый в качестве анода (один из 2-ух электродов), заменен незапятнанным железным литием. Так как этот материал владеет весьма высочайшей удельной энергией, железный литий поможет создать батареи, которые заряжаются намного резвее, и обеспечивают в 10 раз огромную емкость.
Но на этом пути стоят несколько препятствий, одним из которых является противное образование щупалевидных выступов, именуемых дендритами.
Они образуются на поверхности анода во время зарядки и могут вызвать куцее замыкание, выход из строя либо возгорание аккума, потому почти все исследования аккумов ориентированы на их угнетение.
Крайний прорыв в данной области произошел от исследователей из Института Райса и начинается с полосы склейкой ленты. Исследователи применили ленту к медному токосъемнику, который является частью литиевого анода, и обработала его лазерами, чтоб подогреть до экстремальной температуры 2300 Кельвинов (2026°C), что отдало ему некие весьма полезные новейшие характеристики.
Смотрите такжеЭнергетика
Срок службы литий-ионных батарей увеличен за счет новейшего катода
10.07.2020Физика
Ученые сделали новейший прорыв в спинтронике
5.07.2020
Этот процесс преобразовал ленту в пористое покрытие, состоящее в главном из кремния и кислорода, вкупе с маленьким количеством графена. Начальные опыты с пленкой проявили, что она может служить защитным слоем на компоненте токосъемника, поглощая и выделяя железный литий, не вызывая роста вредных дендритов.
Одним из последствий подмены графита металлическими анодами лития является завышенное окисление на поверхности, что существенно уменьшает срок их службы, что исследователи пробовали восполнить добавлением лишнего количества лития. Но есть и положительные стороны в том, чтоб бросить все как есть.
«Когда в анодах отсутствует излишек железного лития, они обычно подвергаются резвой деградации, что приводит к образованию ячеек с весьма ограниченным сроком службы», – молвят ученые. «С иной стороны, эти «анодные» ячейки стают легче и обеспечивают наилучшую производительность, но ценой недлинного срока службы».
В собственном лазерно-индуцированном защитном покрытии из оксида кремния команда Института Райса, может быть, отыскала метод употреблять эти положительные стороны без доп бремени излишка лития.
Их опыты проявили, что батареи, снаряженные новеньким покрытием, показывали в три раза больший срок службы остальных литий-металлических батарей, сохраняя 70 процентов их емкости в течение 60 циклов заряда и разряда.
Ученые обрисовывают этот способ как резвый и неопасный, не содержащий растворителей и способный производиться при комнатной температуре. Потому они ложут огромные надежды на то, что его потенциал будет расширен.
Исследование было размещено в журнальчике Advanced Materials.
Источник: