Ang mga likido ba nga kristal ingon mga electrolyte sa mga baterya sa lithium-ion makapahimo ba nga posible nga makahimo og lig-on nga mga selula sa lithium metal?

Usa ka makapaikag nga pagtuon gikan sa Carnegie Mellon University. Gisugyot sa mga siyentipiko ang paggamit sa mga likido nga kristal sa mga selula sa lithium-ion aron madugangan ang ilang density sa enerhiya, kalig-on ug kapasidad sa pag-charge. Ang trabaho wala pa nag-uswag, busa maghulat kami labing menos lima ka tuig aron kini mahuman - kung mahimo.

Ang mga kristal nga likido nagbag-o sa mga pasundayag, karon makatabang sila sa mga baterya

Mga sulud sa sulud

• Ang mga kristal nga likido nagbag-o sa mga pasundayag, karon makatabang sila sa mga baterya
  • Ang mga kristal nga likido ingon usa ka limbong aron makakuha usa ka likido nga solidong electrolyte

Sa laktud: ang mga tiggama sa lithium-ion cell karon nagtinguha nga madugangan ang densidad sa enerhiya sa mga selyula samtang gipadayon o gipaayo ang pasundayag sa cell, lakip, pananglitan, pagpauswag sa kalig-on sa mas taas nga gahum sa pag-charge. Ang ideya mao ang paghimo sa mga baterya nga mas gaan, mas luwas, ug mas paspas nga ma-recharge. Usa ka gamay nga sama sa paspas-barato-maayo nga triangle.

Usa sa mga paagi sa kamahinungdanon sa pagdugang sa piho nga enerhiya sa mga selula (sa 1,5-3 nga mga panahon) mao ang paggamit sa lithium metal anodes (Li-metal).... Dili carbon o silicon, sama kaniadto, kondili lithium, usa ka elemento nga direktang responsable sa kapasidad sa selula. Ang problema mao nga kini nga kahikayan dali nga nagpalambo sa lithium dendrites, metal nga mga protrusions nga sa paglabay sa panahon nagkonektar sa duha ka mga electrodes, nga makadaot kanila.

Ang mga kristal nga likido ingon usa ka limbong aron makakuha usa ka likido nga solidong electrolyte

Ang trabaho karon nagpadayon sa pagputos sa mga anod sa lainlaing mga materyales aron maporma ang usa ka gawas nga kabhang nga nagtugot sa pag-agos sa mga lithium ion apan wala magtugot sa mga solidong istruktura nga motubo. Ang usa ka potensyal nga solusyon sa problema mao usab ang paggamit sa usa ka solid electrolyte - usa ka bungbong diin ang mga dendrite dili makalusot.

Ang mga siyentipiko sa Carnegie Mellon University mikuha ug lahi nga paagi: gusto nila nga magpabilin uban sa napamatud nga liquid electrolytes, apan base sa liquid kristal. Ang mga kristal nga likido mao ang mga istruktura nga tunga sa tunga sa likido ug mga kristal, nga mao, mga solido nga adunay usa ka gimando nga istruktura. Ang mga kristal nga likido kay likido, apan ang ilang mga molekula kay order kaayo (tinubdan).

Sa lebel sa molekula, ang istruktura sa usa ka likido nga kristal nga electrolyte usa lamang ka kristal nga istruktura ug busa gibabagan ang pagtubo sa mga dendrite. Bisan pa, nag-atubang gihapon kami sa usa ka likido, nga mao, usa ka hugna nga nagtugot sa mga ion nga modagayday tali sa mga electrodes. Ang pagtubo sa dendrite gibabagan, ang mga karga kinahanglan nga modagayday.

Wala kini gihisgutan sa pagtuon, apan ang mga likido nga kristal adunay laing importante nga bahin: sa higayon nga ang boltahe magamit ngadto kanila, sila mahimong gihan-ay sa usa ka piho nga han-ay (sama sa imong makita, pananglitan, pinaagi sa pagtan-aw niini nga mga pulong ug sa utlanan tali sa itom. mga letra ug kahayag nga background). Mao nga kini mahitabo nga sa diha nga ang cell magsugod sa pag-charge, ang likido nga kristal nga mga molekula ibutang sa lain-laing anggulo ug "scrape" dendritic deposito gikan sa electrodes.

Sa biswal, kini mahisama sa pagsira sa mga flaps, ingnon ta, sa lungag sa bentilasyon.

Ang downside sa sitwasyon mao kana Ang Carnegie Mellon University bag-o lang nagsugod sa panukiduki bahin sa mga bag-ong electrolytes... Nahibal-an na nga ang ilang kalig-on mas ubos kaysa sa naandan nga liquid electrolytes. Mas paspas nga mahitabo ang pagkadaot sa selula, ug dili kini ang direksiyon nga makapainteres kanato. Apan, posible nga sa paglabay sa panahon masulbad ang problema. Dugang pa, wala kita magdahom nga ang dagway sa solid-state compounds sayo pa sa ikaduha nga katunga sa dekada:

> Ang LG Chem naggamit og mga sulfide sa solid state cells. Solid electrolyte komersyalisasyon dili sayo pa kay sa 2028

Pasiuna nga litrato: ang proseso sa pagporma sa lithium dendrites sa electrode sa usa ka microscopic lithium-ion cell. Ang dako nga itom nga numero sa ibabaw mao ang ikaduha nga electrode. Ang inisyal nga "bubble" sa lithium atoms sa usa ka punto molupad, nga nagmugna og "whiskers" nga mao ang basehan sa mitumaw nga dendrite (c) PNNL Unplugged / YouTube:

Mahimong interesado ka niini: