Wäert flësseg Kristalle als Elektrolyte an Lithium-Ion Batterien maachen et méiglech stabil Lithium Metal Zellen ze schafen?

Eng interessant Etude vun der Carnegie Mellon Universitéit. Wëssenschaftler hu proposéiert flësseg Kristalle a Lithium-Ionzellen ze benotzen fir hir Energiedicht, Stabilitéit a Ladekapazitéit ze erhéijen. D'Aarbecht ass nach net fortgeschratt, also wäerte mir op d'mannst fënnef Joer op hir Fäerdegstellung waarden - wa méiglech.

Flësseg Kristaller hunn Revolutioun Displays, Elo kënne se Batterien hëllefen

Inhaltsverzeechnes

• Flësseg Kristaller hunn Revolutioun Displays, Elo kënne se Batterien hëllefen
  • Flësseg Kristalle als Trick fir e flëssege festen Elektrolyt ze kréien

Kuerz gesot, d'Lithium-Ionzellen Hiersteller streiden de Moment d'Energiedicht vun den Zellen z'erhéijen an hir Leeschtung z'erhalen oder ze verbesseren, dorënner zB erhéicht Stabilitéit bei méi héije Ladekapazitéiten. D'Iddi ass d'Batterien méi hell, méi sécher a méi séier ze laden. E bësse wéi en Dräieck vu séier-bëlleg-gutt.

Ee vun de Weeër fir d'spezifesch Energie vun Zellen wesentlech ze erhéijen (1,5-3 Mol) ass d'Benotzung vun Anoden aus Lithiummetall (Li-Metal).. Net aus Kuelestoff oder Silizium, wéi virdrun, mee aus Lithium, en Element dat direkt fir d'Kapazitéit vum Element verantwortlech ass. De Problem ass datt dës Arrangement séier Lithiumdendriten entwéckelt, Metallprotrusiounen déi schlussendlech déi zwou Elektroden verbannen, se beschiedegen.

Flësseg Kristalle als Trick fir e flëssege festen Elektrolyt ze kréien

Am Moment gëtt geschafft fir Anoden a verschiddene Materialien ze packen fir eng baussenzeg Schuel ze bilden, déi de Flux vu Lithium-Ionen erlaabt, awer net erlaabt fest Strukturen ze wuessen. Eng potenziell Léisung fir de Problem ass och d'Benotzung vun engem festen Elektrolyt - eng Mauer, duerch déi d'Dendriten net penetréiere kënnen.

Wëssenschaftler vun der Carnegie Mellon Universitéit hunn eng aner Approche geholl: si wëlle mat bewährte flëssege Elektrolyte bleiwen, awer baséiert op flëssege Kristalle. Flësseg Kristalle si Strukturen déi hallef tëscht Flëssegkeet a Kristalle sinn, dat heescht Feststoffer mat enger bestallter Struktur. Flësseg Kristalle si flësseg, awer hir Moleküle sinn héich bestallt (Quell).

Um molekulare Niveau ass d'Struktur vum flëssege Kristallelektrolyt einfach eng kristallin Struktur a blockéiert domat de Wuesstum vun Dendriten. Mir hunn awer nach ëmmer mat enger Flëssegkeet ze dinn, dat heescht eng Phase, déi Ionen tëscht den Elektroden fléisst. Dendritesch Wuesstum ass blockéiert, d'Laascht musse fléien.

D'Studie ernimmt dëst net, awer flësseg Kristalle hunn eng aner wichteg Feature: nodeems se d'Spannung ugewannt hunn, kënne se sech an enger bestëmmter Uerdnung arrangéieren (wéi Dir kënnt gesinn, zum Beispill, andeems Dir dës Wierder kuckt an d'Grenz tëscht schwaarze Buschtawen an e liichtem Hannergrond). Also kann et geschéien datt wann d'Zelle ufänkt ze laden, d'Flëssegkeetskristallmoleküle an engem anere Wénkel sinn an d'dendritesch Oflagerunge vun den Elektroden "schrauwen".

Visuell wäert dëst d'Schließung vu Klappe gleewen, soen, an enger Ventilatioun.

D'Flip Säit vun der Situatioun ass dat D'Carnegie Mellon Universitéit huet just ugefaang Fuerschung iwwer nei Elektrolyte. Et ass scho bekannt datt hir Stabilitéit manner ass wéi déi vun konventionelle flëssege Elektrolyte. Zell Degradatioun ass méi séier, an dëst ass net d'Richtung déi eis interesséiert. Allerdéngs ass et méiglech, datt mat der Zäit de Problem geléist gëtt. Ausserdeem erwaarden mir net d'Erscheinung vu Feststoffverbindungen virun der zweeter Halschent vum Joerzéngt:

> LG Chem benotzt Sulfiden a Feststoffzellen. Solid Elektrolyt Kommerzialiséierung net fréier wéi 2028

Aféierungsfoto: Lithium Dendrite ginn op der Elektrode vun enger mikroskopescher Lithium-Ionzelle geformt. Déi grouss donkel Figur uewen ass déi zweet Elektrode. Déi initial "Bubble" vu Lithiumatome schéisst iergendwann op, a schafft e "Whisker" deen d'Basis vum entstanen Dendrit ass (c) PNNL Unplugged / YouTube:

Dëst kann Iech interesséieren: