We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Penn State'in bir raporuna göre, araştırmacılar daha güçlü enerji yoğunlukları, performans ve pil güvenliğinin önünü açabilecek yeni bir lityum iyon pil inşa etme yöntemi geliştirdiler.
Katı-Elektrolit Arayüzü
Pilin lityum metali ile elektrolitleri arasında katı elektrolit ara fazı (SEI) bulunur ve yıllardır daha iyi performans gösteren piller geliştirmenin önünde bir engel olmuştur.
AYRICA BAKIN: ARAŞTIRMACILAR BAŞARIYLA 3D BASKI ÖZEL BOYUTLU LİTYUM-İYON PİLLER
Şarj edilebilir lityum iyon pillerde, kullanımları cep telefonlarından elektrikli araçlara kadar her türlü elektronik cihaza yayıldıkça daha yüksek enerji yoğunluklarına yönelik talep artmaktadır ve bu nedenle SEI, doğal olarak araştırmacıların deneyeceği yerlerden biridir. performans geliştirme.
Penn State'de Makine ve Kimya Mühendisliği Profesörü Donghai Wang, "Bu katman çok önemlidir ve doğal olarak pilin içindeki lityum ve elektrolit arasındaki reaksiyonla oluşur" dedi. "Ama çok iyi davranmıyor, bu da pek çok soruna neden oluyor."
Daha İyi Bir Katı-Elektrolit Arayüzü Oluşturma
Sorunlar, SEI gerilemeye başladığında başlar. Zamanla bu, pilin lityum elektrotunda dendrit oluşumuna, iğne benzeri büyümelere neden olur ve bu da performanslarını ve güvenliğini kademeli olarak engeller.
Wang, "Bu nedenle lityum metal piller daha uzun süre dayanmıyor - fazlar büyüyor ve kararlı değil" dedi. "Bu projede, çok daha iyi bir SEI oluşturmak için bir polimer kompozit kullandık."
Penn State'de kimya doktora öğrencisi Yue Gao liderliğindeki mühendisler, polimerik lityum tuzu, lityum florür nanopartiküller ve grafen oksit tabakalarından oluşan reaktif bir polimer kompozit olan yeni bir SEI hazırladı.
Evan Pugh Üniversitesi Kimya Profesörü Thomas E. Mallouk, malzemelerin ince katmanlarının oluşturulmasına yardımcı olmak için projeye yardım etti.
Mallouk, "Kararlı bir lityum arabirimi elde etmek için gerekli olan çok sayıda moleküler düzeyde kontrol var" dedi. "Yue ve Donghai'nin tasarladığı polimer, lityum metal yüzeyine pençe benzeri bir bağ oluşturmak için reaksiyona girer. Lityum yüzeyine, elektrolit içindeki moleküllerle reaksiyona girmemesi için pasif bir şekilde istediği şeyi verir. Nanosheets Kompozitte, dendritlerin lityum metalinden oluşmasını önlemek için mekanik bir bariyer görevi görür. "
Bu, lityum yüzeyinin, projenin başarılı olmasını sağlayan tek tek atomlar ve moleküller düzeyinde kontrol edilmesiyle gerçekleştirildi.
Mallouk, "Pilleri tasarlarken, moleküler seviyeye kadar ille de kimyagerler gibi düşünmeyiz, ama burada yapmamız gereken şey bu," dedi.
Wang, "Daha kararlı bir SEI ile, mevcut pillerin enerji yoğunluğunu iki katına çıkarırken daha uzun süre dayanmalarını ve daha güvenli olmalarını sağlamak mümkündür" dedi.
Araştırma bugün dergide yayınlandı Doğa Malzemeleri.