Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Energiedichte und hoher Betriebsspannung sind die erste Wahl für die Energiespeicherung: Smartphones, Elektrofahrzeuge und große Energiespeicherkraftwerke haben Präsenz, aber es ist fatal, Batterien zu sehen, die alles können. Lithiummetall neigt dazu, nach Überladung oder wiederholter Verwendung Dendriten zu erzeugen, und durchsticht dann die Isolationsschicht, was eine Selbstexplosion verursacht.
Um das Risiko einer Batterie Kurzschluss blies, Ast zu Hause mit großen Herstellern Adresse suchen ständig nach Lösungen, University of Illinois in Chicago (UIC) Maschinenbau und Produktionstechnik Assistent Professor Reza Shahbazian-Yassar sagte, dass obwohl der organische Elektrolyt kann die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien erhöhen, aber heterogen (heterogen) von Lithiummetall nach wiederholtem Laden und Entladen, eine Ungleichmäßigkeit der Lithiumoberfläche leicht abgeschieden und Dendriten wachsen gelassen, und deshalb Batterien noch nicht erfolgreich entwickelt, im Handel erhältlichen organischen Elektrolyten Lithium-Ionen.
Daher UIC und Texas A & M University (TAMU) Team die Hoffnung zu beschleunigen, eine Lösung zu finden, und hofft, dass durch den Prozess der Supercomputer, die Chemie und Physik der Dendriten-Bildung zu verstehen. TAMU Professor für Chemieingenieurwesen, sagte Perla Balbuena, Team Ziel, eine Lithium-Metall-Schutzbeschichtung (Beschichtungsmaterial) und durch langsame Lithium Abscheidungsbeschichtung (deposition) zu entwickeln.
Ein Forschungsteam versprüht Glasfaser Batterieseparator Graphenoxids Schichten (Graphenoxids) Nano-Schicht-Lage ermöglichen diese Materialien Lithiumionen glatt zu fließen, kann aber auch verlangsamen und steuern die Ionen- und Elektronengeschwindigkeit wird neutralen Atomen, gebundene diese Beschichtung abgeschieden wird, so daß die Atome keine Nadel (Nadeln) uneben wie, aber bildet eine flache Oberfläche an der Unterseite.
Forscher in der Computer-Modellierung und Simulation, kombiniert mit Mikroskop-Abbildungs Physik. Die Ergebnisse zeigen, dass die Lithium-Ionen auf die Graphen-Dünnfilmschicht gebildet wird, und dann auf die untere Schicht des Graphenoxids abgeschieden, wirkt das Material wie ein Spaltmaterial durch den Spalt nostalgischen Pinball Spur, die Abscheidungsrate kann nach unten mit der Führungsrichtung verlangsamt werden.
Graphenoxids auch die Zykluslebensdauer der Batterie erhöhen, die Zyklus-Lebensdauer von 120 Mal im Vergleich zu anderen Batterien kann die Batterie bis zu 160 Zyklen stabil sein.
Die Graphenoxids mittels Sprühen billiger erreicht werden kann, aber wegen der sehr dünner Beschichtungen, die Position einer Herausforderung, um zu bestimmen, sagte Balbuena, dass das Experiment nicht sicher sein kann, wo die Beschichtung, die Beschichtung sehr dünn von der Mikroebene ist, ist es nicht Zu genaue Positionierung seiner Position.
Sie erforschten auch die Graphenoxids durch Computermodell Sprühen auf den Stromkollektor (Stromabnehmer) parallel oder senkrecht besser, sowohl das endgültige Team fand heraus wirksam, aber wenn Sie Lithium parallel Ablagerung wollen, Material muss ausreichend Freiraum . Balbuena sagte, dass Computersimulationen das Team und Mitarbeiter wissen, wie Ionenbeschichtung Übertragung mittels dieser Studien zu ermöglichen, wird nun, dass die Ergebnisse in „Advanced Functional Materials“ veröffentlicht wurden, werden mit Blick auf die künftige Forschung in verschiedenen Stärken und Materialien sein.