lityum metal pil

Penn State araştırmacılarına göre, enerji yoğunluğu, performans ve güvenliği arttırılmış yeniden şarj edilebilir lityum metal piller, yeni geliştirilen katı elektrolit faz (SEI) ile mümkün olabilir.

Daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip lityum metal pillere olan talep arttıkça – elektrikli araçlar, akıllı telefonlar ve dronlar için – SEI’nin kararlılığı, pilin lityum elektrodunun yüzeyindeki tuz tabakası yalıtıldığı için ilerlemelerini durduran kritik bir konudur. o ve lityum iyonları iletir.

Makine ve kimya mühendisliği profesörü Donghai Wang, “Bu katman çok önemlidir ve doğal olarak pilin içindeki lityum ve elektrolit arasındaki reaksiyondan oluşur” dedi. “Ama çok iyi davranmıyor, bu da birçok soruna neden oluyor.”

Lityum metal pillerin en az anlaşılan bileşenlerinden biri olan SEI’nin bozulması, pilin lityum elektrodundan büyüyen ve pilin lityum elektrodundan büyüyen iğne benzeri oluşumlar olan dendritlerin gelişimine katkıda bulunur. Araştırmacılar, bugün bu soruna yaklaşımlarını bugün (11 Mart) Doğa Malzemeleri’nde yayınladılar.

Wang, “Lityum metal pillerin daha uzun süre dayanmamasının nedeni budur – faz arası büyür ve sabit değildir” dedi. “Bu projede, çok daha iyi bir SEI oluşturmak için bir polimer kompozit kullandık.”

Kimya doktora öğrencisi Yue Gao liderliğindeki gelişmiş SEI, polimerik lityum tuzu, lityum florür nanopartikülleri ve grafen oksit tabakalarından oluşan reaktif bir polimer kompozitidir.

Bu batarya bileşeninin yeni yapısı, bu malzemelerin ince katmanlarına sahip, bu da Evan Pugh Üniversitesi Kimya Profesörü Thomas E. Mallouk’un uzmanlığını verdiği yerde.

Mallouk, “Kararlı bir lityum arabirim elde etmek için gereken çok sayıda moleküler seviye kontrol var.” Dedi. “Yue ve Donghai’nin tasarladığı polimer, lityum metal yüzeyine pençe gibi bir bağ oluşturmak için tepki gösteriyor.

Lityum yüzeyine pasif bir şekilde ne istediğini veriyor, böylece elektrolitteki moleküller ile reaksiyona girmiyor. Nanosheets kompozitte dendritlerin lityum metalden oluşmasını önlemek için mekanik bir bariyer görevi görür.

Hem kimya hem de mühendislik tasarımını kullanarak, alanlar arasındaki işbirliği teknolojinin lityum yüzeyini atom ölçeğinde kontrol etmesini sağladı.

Mallouk, “Pilleri üretirken, moleküler seviyeye kadar kimyagerler gibi düşünmüyoruz, ama burada yapmamız gereken şey bu” dedi.

Reaktif polimer ayrıca ağırlık ve üretim maliyetini düşürerek lityum metal pillerin geleceğini daha da arttırır.

Wang, “Daha istikrarlı bir SEI ile, mevcut pillerin enerji yoğunluğunu iki katına çıkarmak, daha uzun süre dayanmasını ve daha güvenli olmasını sağlamak mümkün” dedi.

ABD Enerji Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı’ndaki Taşıt Teknolojileri Ofisi bu çalışmayı destekledi.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz