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Verblassen Sie Boosts Lithium Batterie Stabilität
Oct 12, 2018

Verblassen Sie steigert Lithium Batterie Stabilität

25 Sep 2018

Anna Demming

 

Schematische Darstellung der Li-Abscheidung für Li-Folien mit einer GZCNT Grenzflächen überzogen.

 

Lithium ist das Material der Wahl für Lithium Batterie Anoden wegen die höchste theoretische Kapazität des g-3861 mAh 1 gewesen. Fällt jedoch trotz erfolgreichen Einsatz von Lithium in Primärbatterien, in der Praxis die Leistung von Lithium weit hinter seiner theoretischen Potenzials. Einer der wichtigsten Faktoren ist die Bildung von dendritischen Strukturen auf die Lithium-Anode während der wiederholten Beschichtung oder stripping Prozesse hemmt die zyklisierungsfähigkeit und lässt es Kurzschluss und gefährliche thermische fehleranfällig.

 

Ein möglicher Weg, die Ablagerung von Lithium beim Radfahren zur Vermeidung von Dendrit Bildung zu manipulieren ist durch den Bau einer Grenzflächen Schicht, die allmählich verblasst von Lithiophilic auf Lithiophobic Eigenschaften, die jetzt von einer Forschungskooperation untersucht wurde in China. Liqiang Mai, Yan Zhao von Wuhan University of Technology und Hao Zhang aus Forschung Institut der chemischen Verteidigung arbeitete mit Kollegen am Beijing Institute of Technology and Beijing University of Chemical Technology in China. Sie untersuchten die Leistung von Lithium Anoden mit einer Reihe von verschiedenen Grenzflächen Schichten, einschließlich der Kohlenstoff-Nanoröhren, Zinkoxid geladen-Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Ruß und Kohlefaser.

 

Changjiang Scholar Chair Professor Liqiang Mai spricht mit Physik weltweit Material-Editor und Fortschritte bei der Energie-Mitherausgeber über seine neuesten Forschungsergebnisse

 

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Liqiang Mai spricht mit IOP Publishing Redakteure über seine neuesten Forschungsergebnisse auf AEM-2018

 

Aus ihren Beobachtungen konnten sie feststellen, dass unterdrücken Dendrit Bildung erfordert eine Grenzflächen Schicht, die Lithiophobic, mechanisch robust und ermöglicht günstige Li-Ion-Diffusion. Wie eine Lithiophobic Schicht Kohlenstoff-Nanoröhren bei blockierenden Dendriten bis zu einem gewissen Grad bewährt, aber Mai und Kollegen festgestellt, dass langfristige Radfahren schließlich verursachen Sie moosigen Lithium Ablagerungen unter der Grenzflächen Schicht Hemmung der Batteriestatus aufzubauen Leistung.

 

Zum Schutz gegen beide integriert die Bildung von Dendriten und moosigen Einlagen, die Forscher Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit allmählich zunehmenden Mengen von ZnO, die Kohlenstoff-Nanoröhren von Lithiphobic zu Lithiophilic wechselt geladen. Allmählich verblasste Mischung der Materialien weiter verbessert das Verhalten der Ablagerung von Lithium beim Radfahren, verlassen die Batterie nach 520 Zyklen – stabil, während die Nanotube-beschichtete Zelle begonnen Anzeichen einer Spannung Divergenz nach 400 Zyklen. Die Unterschiede im Verhalten zeigte sich mehr bei höheren Stromdichten von 5 mA cm−2 und 10 mA cm−2.

 

Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, bestätigten die Forscher, dass Lithium auf die Elektrode mit einem Farbverlauf Schnittstellenschicht abgelegt, keine Spalten oder Dendriten hatte, und es keine Lithium-Ablagerungen auf den oberen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Schicht auch nach 520 Zyklen gab. Sie zeigen auch den Erfolg der Strategie der gradient Lithiophilic-Lithiophobic-Schnittstelle in Lithium-Schwefel-Batterien.

 

"Ich denke, dies ist eine sehr gute Strategie für das erhalten einer langen Radfahren Batterie," sagt Mai Physik-Welt. "So ist es ein sehr guter Kandidat für Unternehmen, die Entwicklung dieser Strategie für die großflächige Anwendung."