فناوری جدید را نگه می دارد باتری های تلفن همراه از رفتن رونق

یک تکنولوژی جدید می تواند به جلوگیری از باتری های لیتیوم مانند کسانی که در تلفن های همراه از گرم کردن شکست و یا حتی ترکیدن در شعله های آتش.

در اکثر موارد مقصر در پشت این حوادث می توان به باتری های لیتیوم. با وجود ارائه طولانی مدت جریان الکتریکی است که می تواند نگه داشتن دستگاه های مجهز کردن باتری های لیتیوم می تواند در داخل اتصال کوتاه و حرارت تا دستگاه.

جدید نانولوله کربنی برای طراحی باتری رسانا صفحه به نام آند را قادر می سازد امن ذخیره سازی مقدار زیادی از باتری لیتیوم یون در نتیجه کاهش خطر آتش سوزی. بیشتر محققان می گویند که خود را جدید آند معماری کمک خواهد کرد که باتری های لیتیوم شارژ سریع تر از زمان تجاری در دسترس باتری.

“ما در حال طراحی نسل بعدی برای آند باتری های لیتیوم است که در حال کارآمد در تولید بزرگ و پایدار جریان مورد نیاز را به سرعت شارژ دستگاه می گوید:” Juran Noh, یک دانشجوی کارشناسی ارشد علوم مواد در Choongho یو آزمایشگاه مهندسی مکانیک گروه در تگزاس A&M University.

“همچنین این معماری جدید مانع لیتیوم از جمع خارج آند که در طول زمان می تواند باعث ناخواسته تماس بین محتویات باتری دو محفظه است که یکی از علل عمده دستگاه انفجار است.”

نتایج خود را به نظر می رسد در Nano Letters.

ساخت باتری های لیتیوم امن تر

هنگامی که باتری های لیتیوم در استفاده از ذرات حرکت بین باتری دو محفظه. الکترون ها داده می شود تا توسط لیتیوم اتم حرکت از یک طرف به باتری دیگر. از سوی دیگر لیتیوم یون های سفر جهت دیگر. زمانی که شارژ باتری لیتیوم یون و الکترون های خود را از بازگشت به محفظه اصلی.

از این رو اموال آند یا هادی الکتریکی که خانه های لیتیوم یون های درون باتری نقش تعیین کننده در باتری خواص. معمولا استفاده می شود آند مواد گرافیت است. در این آند لیتیوم یون های قرار داده شده بین لایه های گرافیت. اما Noh می گوید: این طرح محدودیت مقدار لیتیوم یون است که می تواند ذخیره شده در آند و حتی نیاز به انرژی بیشتری به جلو یون از گرافیت در طول شارژ.

این باتری نیز بیشتر موذی مشکل است. گاهی اوقات لیتیوم یون نیست به طور مساوی سپرده در آند. آنها با تجمع در آند سطح در تکه تشکیل درخت مانند ساختار به نام دندریت ها. در طول زمان رشد دندریت ها و در نهایت پیرس از طریق مواد است که جدا از باتری را دو محفظه.

این نقض باعث می شود که باتری به مدار کوتاه و می توانید دستگاه را به آتش کشیده. رشد دندریت ها نیز تاثیر می گذارد باتری عملکرد با مصرف لیتیوم یون ارائه آنها در دسترس نیست برای ایجاد یک جریان.

Noh می گوید: یکی دیگر از آند طراحی شامل استفاده از خالص لیتیوم فلزی به جای گرافیت. در مقایسه با گرافیت آند کسانی که با لیتیوم فلزی بسیار بالاتر محتوای انرژی هر واحد جرم یا چگالی انرژی. اما آنها بیش از حد می تواند شکست در همان فاجعه بار راه با توجه به تشکیل دندریت ها.

برای حل این مشکل, Noh و هم تیمی های طراحی شده با استفاده از آند به شدت رسانا مواد سبک وزن به نام نانولوله های کربنی. این نانولوله کربنی داربست شامل فاصله یا خلل و فرج برای لیتیوم یون را وارد کنید و سپرده. این ساختار نمی اتصال به باتری لیتیوم یون های مثبت.

از این رو آنها ساخته شده و دو نفر دیگر از نانولوله کربنی آند با کمی متفاوت شیمی سطح—یک رنگ و لعاب با فراوانی مولکولی گروه است که می تواند با اتصال به باتری لیتیوم یون و دیگری که تا به حال همان مولکولی گروه اما در یک مقدار کوچکتر. با این آند آنها ساخته شده در باتری به آزمون گرایش به فرم دندریت ها.

غلبه بر موانع

همانطور که انتظار می رود این محققان نشان داد که داربست ساخته شده با فقط نانولوله های کربنی نیست اتصال به باتری لیتیوم یون هست. در نتیجه وجود دارد تقریبا هیچ سنگ درخت وار سازند اما این باتری توانایی تولید بزرگ جریان نیز به خطر بیافتد. از سوی دیگر داربست با بیش از اتصال مولکول های تشکیل بسیاری از دندریت کوتاه باتری طول عمر.

اما نانولوله کربنی آند با یک مقدار بهینه از اتصال مولکول مانع تشکیل دندریت ها. علاوه بر گسترده مقدار لیتیوم یون می تواند اتصال و گسترش در طول داربست سطح موجب تقویت باتری توانایی تولید بزرگ و پایدار جریان.

“هنگامی که اتصال مولکولی گروه فراوان لیتیوم خوشههای فلزی ساخته شده از لیتیوم یون تا پایان فقط گرفتگی منافذ روی داربست می گوید:” Noh. “اما زمانی که ما تا به حال تنها مقدار مناسبی از این اتصال مولکول های ما می تواند ‘بازکردن’ کربن نانولوله داربست فقط در مکان های خاصی اجازه می دهد لیتیوم یون را از طریق اتصال به تمام سطح داربست به جای تجمع در سطح خارجی از آند و فرم دندریت.”

Noh می گوید که خود را بالا انجام آند جریان رسیدگی به بیش از پنج بار به صورت تجاری در دسترس باتری های لیتیوم. او اشاره می کند این ویژگی بسیار مفید است برای مقیاس بزرگ باتری مانند کسانی که مورد استفاده در اتومبیل های الکتریکی که نیاز به شارژ سریع.

“ساختمان لیتیوم فلز آند که امن هستند و طول عمر طولانی بوده و یک چالش علمی برای چند دهه می گوید:” Noh.

“به آند ما را توسعه داده اند غلبه بر این موانع و, مهم, گام اولیه به سمت برنامه های کاربردی تجاری از لیتیوم فلزی باتری.”

منبع: Texas A&M University

tinyurlis.gdclck.ruulvis.netshrtco.de