As baterias de íons de lítio com alta densidade de energia e alta voltagem de operação são a primeira escolha para armazenamento de energia.Todos os smartphones, veículos elétricos e usinas de armazenamento de energia em larga escala terão sua presença.No entanto, parece que as baterias onipotentes têm falhas fatais. O metal de lítio tende a gerar dendritos após sobrecarga ou uso repetido, e então perfura a camada de isolamento para causar auto-explosão.
Para enfrentar o risco de uma bateria de curto-circuito explodiu, Ramo casa com grandes fabricantes estão constantemente à procura de soluções, Universidade de Illinois em Chicago (UIC) Mecânica e Engenharia Industrial Assistant Professor Reza Shahbazian-Yasser disse que, embora o eletrólito orgânico pode aumentar a densidade de energia das baterias de iões de lítio, mas heterogéneo (heterogéneo) de metal de lítio após a carga repetida e de descarga, a irregularidade da superfície de lítio facilmente depositada e cultivadas dendritos, e, por conseguinte, ainda não foi desenvolvido com sucesso baterias de iões de lítio orgânico electrólitos, disponíveis comercialmente.
Portanto, UIC e Texas A & M University equipe (TAMU) para acelerar a esperança de encontrar uma solução, e espero que através do processo de super computadores para entender a química e física da formação de dendrite. Professora TAMU de engenharia química Perla Balbuena disse, meta equipa de desenvolvimento de um metal de lítio revestimento protector (material de revestimento), e por meio de revestimento por deposição lenta de lítio (de deposição).
A equipe de pesquisa pulverizadas de fibra de vidro para pilhas de camadas de óxido separador grafeno (óxido de grafeno) de folha de camada nano, estes materiais permitem que os iões de lítio a fluir sem problemas, mas também pode abrandar e controlar a velocidade de iões e de electrões torna-se átomos neutros, ligado este revestimento é depositado de modo que os átomos não como uma agulha (agulhas) desiguais, mas forma uma superfície plana na parte inferior.
Os investigadores na modelização por computador e simulação, combinado com experiências de física de imagem de microscópio. Os resultados mostram que os iões de lítio é formada sobre a camada de película fina de óxido de grafeno, e então depositada sobre a camada de fundo do óxido de grafeno, os actos de material como um material de lacuna, através da pinball nostálgico lacuna A pista pode diminuir a velocidade de deposição e orientar a direção.
óxido de grafeno também aumentar o ciclo de vida da bateria, a vida de ciclo de 120 vezes, em comparação com outras baterias, a bateria pode ser estável até 160 ciclos.
O óxido de grafeno pode ser conseguido por meio de pulverização barata, mas por causa de revestimentos muito finos, para determinar a localização de um desafio, Balbuena disse que a experiência não pode ter a certeza que o revestimento, o revestimento é muito fina de nível micro, não é Posicionamento muito preciso de sua posição.
Eles também exploraram a pulverização de óxido de grafeno usando modelos de computador.Era melhor saber se eles eram paralelos ou perpendiculares ao coletor de corrente.A equipe finalmente descobriu que ambos eram eficazes, mas se o lítio deve ser depositado em paralelo, o material precisa de folga suficiente. Balbuena disse que os resultados da simulação computadorizada permitem que a equipe e os colaboradores saibam como os íons são transferidos através do revestimento.Com esses estudos, o futuro pode estar voltado para diferentes espessuras e materiais.Os resultados atuais foram publicados em Materiais Funcionais Avançados.