Oplaadbare aluminium batterij heeft een levensduur van maximaal 10,000 keer

Een team van onderzoekers, geleid door Cornell decaan en engineering professor Lynden Archer, aangekondigd dat ze een nieuw, meer kosteneffectief materiaal hebben gevonden voor elektrochemische cellen die aluminium of zink als anode gebruiken. En het is aangetoond dat de nieuwe technologie waarin aluminium is verwerkt, oplaadbare batterijen kan produceren die tot 10,000 foutloze cycli kunnen bieden, waarmee het probleem van dendrietgroei in batterijen van aluminiumlegeringen met een hoge capaciteit wordt opgelost. Klik Hier u kunt een behuizing vinden om uw batterij-instrument te beschermen.

Er is een ernstig dendrietgroeiprobleem in eerdere batterijen van aluminiumlegeringen met hoge capaciteit, wat kan leiden tot kortsluiting van de batterij, capaciteitsverlies en andere problemen.

Zheng Jingxu en medewerkers, door de geometrie en oppervlaktechemie van het substraat te ontwerpen en uniforme afzetting van de aluminiummetaalanode te induceren, kan dendrietgroei in batterijen van aluminiumlegeringen voorkomen onder hoge stroom- en hoge capaciteitscyclusomstandigheden.

Tegelijkertijd zal metaalaluminium op het oppervlak van het koolstofvezelsubstraat een "aluminium-zuurstof-koolstof" binding vormen, waardoor een zeer uniforme afzettingslaag wordt gevormd, die maakt het eindelijk mogelijk dat de metaalanode een hoge mate van omkeerbaarheid van meer dan 99% en tot 3600 uur cyclische stabiliteit heeft.

Een van de voordelen van aluminium is dat het overvloedig aanwezig is in de aardkorst, driewaardig en lichtgewicht is, dus het heeft een hogere energieopslagcapaciteit dan veel andere metalen.

Echter, aluminium is moeilijk te integreren in de elektroden van batterijen. Omdat het chemisch reageert met de glasvezelscheider, als een glasvezelscheider wordt gebruikt om de anode en kathode fysiek te scheiden, zal de cel kortsluiten en falen vanwege de chemische reactie.

De oplossing van de onderzoekers was om een ​​verweven koolstofvezelsubstraat te ontwerpen dat sterkere chemische bindingen met aluminium vormt. Wanneer de batterij wordt opgeladen, wordt aluminium in de koolstofstructuur afgezet door covalente binding, dwz het delen van elektronenparen tussen de aluminium- en koolstofatomen.

Terwijl elektroden in conventionele oplaadbare batterijen slechts tweedimensionaal zijn, maakt deze technologie gebruik van een driedimensionale (of niet-vlakke) structuur die zorgt voor diepere, meer consistente lagen aluminium die nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd.

Onder praktische omstandigheden, aluminium anodebatterijen kunnen omkeerbaar worden opgeladen en ontladen met een of meer ordes van grootte meer dan andere oplaadbare aluminium batterijen.

De methode maakt voornamelijk gebruik van chemische drijvende krachten om de uniforme afzetting van aluminium in de holtes van de 3D-structuur te bevorderen. Ook heeft deze nieuwe elektrode een hogere dikte en reageert veel sneller dan andere elektroden.

Meer informatie weten van YONGU-blog, jij zou het leuk vinden.