Bilim adamları, Lityum İyon Pilleri Kendi Kendine İyileştiren ve Kolayca Geri Dönüştürülebilir Yapmak İçin Yeni Materyal Geliştiriyor

Bütün Haberler

Lityum iyon piller, bir pilin sıvı elektrolitlerini tutuşturarak patlamalara ve yangına neden olabilecek dahili elektrik kısa devre geliştirmeleriyle ünlüdür.

Bununla birlikte, Illinois Üniversitesi'ndeki mühendisler, hasardan sonra kendi kendine iyileşebilen katı polimer bazlı bir elektrolit geliştirdiler ve malzeme ayrıca sert kimyasallar veya yüksek sıcaklıklar kullanılmadan da geri dönüştürülebilir.


Üreticilerin geri dönüştürülebilir, kendi kendini iyileştiren ticari piller üretmesine yardımcı olabilecek yeni çalışma, Amerikan Kimya Derneği Dergisi .

Araştırmacılar, lityum iyon piller birden fazla şarj ve deşarj döngüsünden geçerken, dendrit adı verilen katı lityumdan küçük, dal benzeri yapılar geliştirdiklerini söyledi.

BAK: Üç Katlı 'Su Pili' Üniversitenin Elektrik Maliyetini Bir Ayda% 40 Düşürdü

Bu yapılar pil ömrünü kısaltır, sıcak noktalara ve elektrik kısa devrelerine neden olur ve bazen pilin iç kısımlarını delecek kadar büyüyerek elektrotlar ve elektrolit sıvılar arasında patlayıcı kimyasal reaksiyonlara neden olur.


Araştırmacılar, kimyagerler ve mühendisler tarafından lityum iyon pillerdeki sıvı elektrolitleri seramik veya polimerler gibi katı malzemelerle değiştirmek için bir baskı yapıldığını söyledi. Bununla birlikte, bu malzemelerin çoğu sert ve kırılgandır, bu da elektrolit-elektrot teması ve düşük iletkenlik ile sonuçlanır.

Malzeme bilimi ve mühendisliği yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Brian Jing, 'Katı iyon iletken polimerler, sıvı olmayan elektrolitler geliştirmek için bir seçenektir' dedi. 'Ancak bir pilin içindeki yüksek sıcaklık koşulları çoğu polimeri eriterek yine dendritlere ve arızaya neden olabilir.'


DAHA: İlk Tamamen Şarj Edilebilir Karbon Dioksit Pil, Lityum İyondan Yedi Kat Daha Verimlidir

Geçmiş çalışmalar, kauçuksu bir lityum iletken oluşturmak için çapraz bağlanan bir polimer şerit ağı kullanarak katı elektrolitler üretmiştir. Bu yöntem, dendritlerin büyümesini geciktirir; Ancak Jing, bu malzemelerin karmaşık olduğunu ve hasardan sonra kurtarılamayacağını veya iyileştirilemeyeceğini söyledi.

Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, çapraz bağlantı noktasının değişim reaksiyonlarına girebileceği ve polimer şeritlerini değiştirebileceği bir ağ polimer elektroliti geliştirdi. Araştırmacılar, doğrusal polimerlerin aksine, bu ağların ısındığında sertleştiğini ve bunun da potansiyel olarak dendrit problemini en aza indirebileceğini söyledi. Ek olarak, zarar gördükten sonra kolayca parçalanabilir ve ağ bağlantılı bir yapıya yeniden dönüştürülebilirler, bu da onları geri dönüştürülebilir hale getirir ve kendi kendini iyileştirdikleri için hasar gördükten sonra iletkenliği geri yüklerler.

Fotoğraf: L. Brian Stauffer / Illinois Üniversitesi

Jing, 'Bu yeni ağ polimeri, aynı zamanda, geleneksel polimer elektrolitlerde görülmeyen, ısınma ile hem iletkenliğin hem de sertliğin arttığı dikkate değer özelliği gösteriyor,' dedi.


Malzeme bilimi ve mühendislik profesörü ve baş yazar Christopher Evans, 'Çoğu polimerin parçalanması için güçlü asitler ve yüksek sıcaklıklar gerekir' dedi. 'Malzememiz oda sıcaklığında suda çözünerek onu enerji açısından son derece verimli ve çevre dostu bir süreç haline getiriyor.'

Araştırmacılar, malzemenin bugün kullanımda olanla karşılaştırılabilir bataryalarda kullanılabilmesi için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini kabul etse de, ekip yeni malzemenin iletkenliğini araştırdı ve etkili bir batarya elektroliti olma potansiyelinin özellikle umut verici olduğunu gördü.

Yeniden basıldı Urbana-Champaign News Bureau'daki Illinois Üniversitesi

İyi Haberi Sosyal Medyada Arkadaşlarınızla Paylaşarak Pozitif Güçlenin ...