Литий-ионные батареи с высокой плотностью энергии и высоким рабочим напряжением являются первым выбором для хранения энергии. Смартфоны, электромобили и мощные электростанции для хранения энергии будут иметь свое присутствие. Однако на самом деле это фатальный недостаток, чтобы посмотреть на все мощные батареи. Металл лития имеет тенденцию генерировать дендриты после перезарядки или повторного использования, а затем пробивает изолирующий слой, чтобы вызвать самовоспламенение.
Реза Шахбазян-Яссар, доцент механического и промышленного инжиниринга в Университете штата Иллинойс в Чикаго (UCC), сказал, что, несмотря на то, что органические электролиты могут увеличить плотность энергии литий-ионных батарей, органические электролиты могут увеличить плотность энергии, После неоднократного заряда и разряда гетерогенного лития металл литий легко осаждается на поверхность и вырабатывает дендриты, поэтому коммерчески доступная литий-ионная ионная батарея из органического электролита не была успешно разработана.
Поэтому UIC и команда Texas A & M University (TAMU) с нетерпением ждут ускорения поиска решений и надеются понять принципы химии и физики в процессе образования дендритов через суперкомпьютеры. Пералан Бальбуена, профессор химического машиностроения в TAMU, заявил, что Целью команды является разработка материалов для покрытия, которые защищают литий-металл и замедляют осаждение лития краской.
Команда разработала нанослои оксидов графена, которые могут распыляться на сепараторах из стекловолокна. Эти материалы обеспечивают плавный поток ионов лития, а также замедляют и контролируют скорость, с которой ионы и электроны объединяются, чтобы стать нейтральными атомами. Покрытие позволяет отложению атомов не быть таким же неравномерным, как игла, но формировать плоскую поверхность на дне.
Результаты показали, что ионы лития образуют тонкую пленку на слое графенового оксида, а затем осаждаются через зазор материала под слоем графенового оксида. Эффект разрыва материала аналогичен эффекту ностальгических пинбольных станций. Трек может замедлить скорость осаждения и направление направляющей.
Оксид графена также может увеличить жизненный цикл батареи. По сравнению с 120-летним сроком службы других батарей аккумулятор может достичь 160 стабильных циклов.
Оксид графена может быть достигнут за счет недорогого и экономичного распыления, но поскольку краска очень тонкая, чтобы определить положение, это проблема, Бальбуена сказал, что покрытие не может быть определено на микроскопическом уровне. Краска очень тонкая, поэтому Слишком точное позиционирование его положения.
Они также исследовали распыление оксидов графена с использованием компьютерных моделей. Лучше было бы знать, были ли они параллельными или перпендикулярными токоприемнику. Наконец, команда обнаружила, что оба они эффективны, но если литий будет осаждаться параллельно, материал нуждается в достаточном зазоре. Бальбуэна сказал, что результаты компьютерного моделирования позволили команде и сотрудникам узнать, как ионы переносятся через покрытие. В этих исследованиях будущее может быть связано с различной толщиной и материалами. Текущие результаты опубликованы в Advanced Functional Materials.