از طریق نانو منافذ به منظور محدود کردن توزیع یکنواخت از یونهای لیتیوم

- Jan 09, 2017-

سیلیکون، قلع، فلز لیتیوم، باتری های لیتیوم-سولفور: به منظور پاسخگویی به نیازهای چگالی انرژی باتری های قابل شارژ، تعداد زیادی از مطالعات انجام شده در سیستم های باتری ظرفیت بالا خاص، مانند متمرکز شده است. فلز لیتیوم به دلیل ظرفیت نظری آن بالا، پتانسیل الکتروشیمیایی پایین مواد آند بسیار امیدوار کننده است. با این حال، به دلایل ایمنی و بهره وری آن، آن را دشوار است به درخواست به باتری های لیتیوم تجاری. در طول رسوب تکرار و انحلال فلز لیتیوم، رشد دندریت لیتیوم به ناچار بر روی سطح الکترود منفی رخ می دهد، در نتیجه سوراخ کردن جدا و باعث اتصال کوتاه مدارهای داخلی از باتری است. سطح مخصوص بالا دندریت لیتیوم و الکترولیت می تواند از تشکیل فیلم SEI ترویج، منجر به کاهش سریع بهره وری کولن به دلیل افزایش مقاومت داخلی.



به تازگی، گروه CuiYi یک روش جدید برای کنترل دندریت لیتیوم با استفاده از اثرات نانو سلول، که می تواند رسوب یکنواخت، هسته و رشد یونهای لیتیوم کنترل توسعه داده است. همانطور که نشان داده، لیتیوم می تواند یکنواخت توسط پوشش یک لایه از پلیمر نانو متخلخل با یک آرایه عمودی سپرده خواهد شد. این جنبه نسبت بالای نانوکانال اجازه می دهد تا آند به مناطق کوچک که در آن یون لیتیوم می توانید در حالت عمودی به جای افقی رشد تقسیم شود. در این روش، ممکن است برای کنترل نسبی یکنواخت رسوب، هسته و رشد یون لیتیوم بر روی هر کانال بدون ایجاد فردی رشد دندریتی فوق العاده طولانی است.




در همان زمان، با توجه به ساختار منافذ ثابت خود، ممکن است به طور موثر کنترل انبساط حجمی ناشی از رسوب لیتیوم. علاوه بر این، فیلم های پلیمری متخلخل می توانید در تماس نزدیک با جمع فعلی، اجتناب از دست دادن فلز لیتیم سپرده خواهد شد.




علاوه بر این، محققان پیشنهاد می کنند که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است برای ایجاد ثبات در چرخه آند لیتیوم فلزی به چگالی جریان بالا و ظرفیت سطح تجاری مانند باتری یون لیتیوم، باتری لیتیوم-سولفور و دیگر باتری قدرت نسل بعد است. کپسوله via های عمودی در ابعاد نانو می تواند به راحتی کوچک بالا و پایه و اساس برای کاربردهای تجاری بیشتر گذاشته شد.