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研究人员为稳定的无阳极离子电池开发了一种公式

彭拜(Peng Bai)实验室的研究,圣路易斯华盛顿大学麦克凯尔维工程学院的能源,环境和化学工程助理教授,最近揭示了建造完美稳定的钠电极的公式。该团队现在发现了完美稳定且安全的电极的公式。

该研究于上个月发表在《高级能源材料》杂志上。欧洲杯足球竞彩

电极中的稳定性是表现出色的电池的关键。不稳定性是由于金属离子从阴极向阳极移动时的不规则分布引起的。离子移动越均匀,金属沉积物的产物更平滑。这会导致持久的电池,重要的是,电池不太可能缩短并造成危险情况。

为什么钠 -“ Bai's Lab开发了一种用于稳定的,无阳极的钠离子电池的公式,高效,制造价格便宜,并且由于消除阳极而导致的传统锂离子电池要小得多。

“绝对稳定性保证绝对安全 - ”拜问。它没有,尤其是在快速充电期间。研究生研究助理Bai和Bingyuan MA确定了原因。

简短的答案:在实验室实验中遗漏的关键组成部分比以前想象的更重要。一个完全安全的电池可以进行快速充电,需要与分离器合作。

当研究人员在电池快速充电期间实时观察金属阳极的变化时,他们会在遗漏分离器的实验室设置中进行,这是电池的关键部分。这个多孔的分隔器将阳极侧与电池的阴极侧分开。事实证明,无论电极的稳定性如何,分离器在电池的安全性方面都起着出色的作用。

“我们发现安全取决于分离器的孔径,”白说。电池分离器是多孔的,以便将液体电解质固定以使金属离子移动,但有些毛孔比其他毛孔更大。“孔径越低,通过生长的金属沉积物选择局部孔隙的机会越低。”

这意味着,当电极向分离器移动时,如果孔径很小,则金属离子可以穿透的位置更少。大部分电流没有均匀散布,而是在一些自然选择的斑点中结束,这可能会导致电池短路。

Bai和Ma设计了一种数学模型,称为“年轻宽松”电容性,该模型捕获了实际电池内物理的动力学,现在指导Bai的实验室开发更稳定,更安全的无阳极金属电池。

我们已经找到了理想情况的物理阈值,”白说。“但是实际的阈值要低得多。这取决于分离器的微观结构,正好遵循我们开发的数学模型。”

来源:https://wustl.edu/

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