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Flüssige Mikroskopie-Technik zeigt neues Problem mit Lithium-Sauerstoff-Batterien
Sep 27, 2018

Flüssige Mikroskopie-Technik zeigt neues Problem mit Lithium-Sauerstoff-Batterien

24. Juli 2018, University of Illinois in Chicago

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Bildnachweis: CC0 Public Domain

 

Verwenden eine erweiterte, neue Mikroskopie-Technik, die chemische Reaktionen in flüssigen Umgebungen visualisieren kann, haben Forscher entdeckt einen neuen Grund Lithium-Sauerstoff-Batterien – die Versprechen bis zu fünf Mal mehr Energie als die Lithium-Ionen-Batterien Diese Kraft Elektro-Fahrzeuge und Handys – tendenziell verlangsamen und sterben nach ein paar Lade-/Entladezyklen. Sie Berichten über ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nano Energy.

 

"Was konnten wir sehen zum ersten Mal, dass Lithium-Peroxid ist in flüssigen Elektrolyten Lithium-Sauerstoff-Batterien entwickelt und leistet einen Beitrag zu den langsam nach unten und ultimative Tod dieser Batterien," sagte Reza Shahbazian-Yassar, Associate Professor für Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen in der University of Illinois at Chicago College of Engineering und Hauptautor des Papiers. "Dies ist eine neu entdeckte Grund, warum diese vielversprechende Batterien haben einen steilen Abfall aus Effizienz und Ertrag nach relativ wenige laden/Zyklen entladen."

 

Lithium-Sauerstoff-Akkus haben wegen ihrer möglichen hohen Energiedichte Batterie Forschern jahrelang gequält. Aber sie neigen zu verlangsamen und aufhören zu arbeiten, die relativ schnell im Vergleich zu anderen Batterien. Einer der Gründe für den Verlust der Macht ist, dass ein Nebenprodukt der chemischen Reaktionen innerhalb der Batterie legen – Lithium-Peroxid – baut auf den Elektroden des Akkus. Die beschichteten Elektroden keine längere Funktion effizient und chemische Reaktionen, die Energie produzieren letztlich stoppen können.

 

Aber jetzt, Shahbazian-Yassar und seine Kollegen über eine neue Übertragungstechnik für Elektronenmikroskopie von UIC Doktoranden Kun er und Yifei Yuan, engineering entwickelt haben gezeigt, auf der Nanometer-Ebene, das Lithium-Peroxid auch in bildet der die flüssigen Elektrolyten Batteriefach, weiter verlangsamt chemische Reaktionen.

 

"Zu wissen, dass Lithium-Peroxid in den Elektrolyten selbst baut eine sehr wichtige Erkenntnis," sagte Shahbazian-Yassar. "Jetzt können wir anfangen zu kommen mit Ideen und Entwürfe, die entweder verhindern, dies passiert dass oder etwas tun, um beizubehalten, die ordnungsgemäße Funktion des Elektrolyten der Akku-Betrieb nicht gestört wird, und können wir die neue flüssige Mikroskopie-Technik sehen Sie, ob wir uns in die richtige Richtung bewegen."

 

So weit, Lithium-Sauerstoff-Akkus gab es nur als Labor-basierte Prototypen, mit massenhaft produzierten Lithium-Sauerstoff-Batterien für öffentliche oder kommerzielle verwenden Sie noch einen langen Weg aus, Shahbazian-Yasir sagte. "Es gibt viele Probleme, die mit Lithium-Luft-Batterien überwunden werden, bevor sie in den Mainstream-Einsatz gelangen müssen, aber wissen genau worum es geht, ist ein großer erster Schritt zur Kommerzialisierung dieser extrem hohe Energiedichte Batterien."