Akumulator aluminiowy ma żywotność do 10,000 XNUMX razy

Zespół naukowców, kierowany przez dziekana Cornella i profesora inżynierii Lynden Archer, ogłosili, że znaleźli nowy, tańszy materiał do ogniw elektrochemicznych, w których jako anodę stosuje się aluminium lub cynk. Wykazano, że nowa technologia wykorzystująca aluminium może wytworzyć akumulatory, które mogą zapewnić do 10,000 XNUMX bezbłędnych cykli, rozwiązując problem wzrostu dendrytów w akumulatorach ze stopu aluminium o dużej pojemności. Kliknij tutaj można znaleźć obudowę do ochrony instrumentu baterii.

W poprzednich akumulatorach ze stopu aluminium o dużej pojemności występuje poważny problem z rozrostem dendrytów, który może prowadzić do zwarcia akumulatora, zaniku pojemności i innych problemów.

Zheng Jingxu i współpracownicy, projektując geometrię i chemię powierzchni podłoża oraz indukując równomierne osadzanie metalicznej anody aluminiowej, może uniknąć wzrostu dendrytów w akumulatorach ze stopu aluminium w warunkach cyklicznych o wysokim natężeniu i dużej pojemności.

Jednocześnie na powierzchni podłoża z włókna węglowego metaloaluminium utworzy wiązanie „aluminium-tlen-węgiel”, tworząc w ten sposób wysoce jednorodną warstwę osadzania, która wreszcie umożliwia metalowej anodzie wysoki stopień odwracalności ponad 99% i stabilność cykliczną do 3600 godzin.

Jedną z zalet aluminium jest to, że występuje obficie w skorupie ziemskiej, jest trójwartościowy i lekki, dzięki czemu ma większą zdolność magazynowania energii niż wiele innych metali.

Jednakże, aluminium jest trudny do zintegrowania z elektrodami akumulatorów. Ponieważ reaguje chemicznie z separatorem z włókna szklanego, jeśli separator z włókna szklanego jest używany do fizycznego oddzielenia anody i katody, ogniwo ulegnie zwarciu i ulegnie awarii z powodu reakcji chemicznej.

Rozwiązaniem naukowców było zaprojektowanie przeplatanego podłoża z włókna węglowego, które tworzy silniejsze wiązania chemiczne z aluminium. Gdy akumulator jest naładowany, aluminium osadza się w strukturze węgla przez wiązanie kowalencyjne, tj. dzielenie pary elektronowej między atomami aluminium i węgla.

Podczas gdy elektrody w konwencjonalnych akumulatorach są tylko dwuwymiarowe, ta technologia wykorzystuje trójwymiarową (lub niepłaską) strukturę, która pozwala na głębsze, bardziej spójne warstwy aluminium, które można precyzyjnie kontrolować.

W warunkach praktycznych Aluminiowe akumulatory anodowe mogą być odwracalnie ładowane i rozładowywane o jeden lub więcej rzędów wielkości więcej niż inne akumulatory aluminiowe.

Metoda wykorzystuje głównie chemiczne siły napędowe do promowania równomiernego osadzania aluminium w pustych przestrzeniach struktury 3D. Ponadto ta nowa elektroda ma większą grubość i reaguje znacznie szybciej niż inne elektrody.

Dowiedz się więcej informacji od Blog YONGU, chcesz to.