배터리 내부의 자체 발열 효과를 이용하여{0}리튬 이온 배터리 양극 -에서 덴드라이트 축적을 제거하는 핵심{2}}
충전식 리튬{0}}이온 배터리는 가전제품에 사용되는 기본 배터리이며 점점 더 전기 자동차 및 그리드 에너지 저장 애플리케이션에 선택되는 배터리가 되고 있습니다. 양극(음극)은 리튬 금속 산화물이고 음극(음극)은 흑연입니다. 그러나 과학자들은 더 높은 에너지 밀도를 가진 리튬 금속 배터리를 포기하지 않고 더 강력한 리튬 금속 배터리에 대한 방법을 찾기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.
Researchers at the Rensselaer Polytechnic Institute have now found a way to use the thermal energy inside the battery to diffuse dendrites into a smooth layer, or as study leader Nikhil Koratkar, a professor in the Department of Materials Science and Engineering, says, dendrites can "Repair in place" through the self-heating effect of the battery, the paper was published in the journal "Science".
전지는 기본적으로 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성된다. 분리막은 두 전극 사이에 위치하여 배터리가 서로 접촉하여{0}단락되는 것을 방지합니다. 또한, 전해질로 채워진 분리막의 기공은 전극 사이를 왕복하는 이온(하전된 원자)입니다. 채널이 많을수록 분리막에 더 많은 전해질이 흡수될수록 이온 전도도가 높아집니다.
배터리가 방전되면 양극의 양으로 충전된 리튬 이온이 음극으로 이동하여 전기를 생성합니다. 배터리가 충전되면 리튬 이온이 음극에서 다시 양극으로 흐르고 양극으로 리튬 금속을 사용하는 배터리는 반복적인 충방전 과정에서 양극으로 리튬 금속이 되기 쉽습니다. 덴드라이트를 형성하기 위해 불균일하게 침착된 이러한 까다로운 축적물은 결국 분리기를 관통하고 음극에 도달하여 전지를 단락시키고 폭발 화재 위험을 초래할 수 있습니다.
리튬 덴드라이트 문제를 피하는 양극으로 흑연을 사용하는 것이 현재로서는 최상의 배터리 옵션이지만 곧 더 이상 저장 용량 요구 사항을 따라가지 못할 수도 있습니다.
To make lithium metal batteries thrive, the researchers' proposed solution is to use the battery's internal resistive heating to eliminate dendrite buildup. Resistive heating (also known as Joule heating) is a process in which a metallic material resists an electric current and thus generates heat. This "self-heating" effect can occur through the process of charging and discharging.
Therefore, the researchers enhanced the self-heating effect by increasing the current density (charge-discharge rate) of the battery, and found that this process can allow the dendrites to diffuse evenly and smoothly to achieve a "healing" effect. The same results were also obtained in the lithium-sulfur battery experiment. Therefore, when the battery is not in use, the "self-healing" effect of the battery can be achieved by charging and discharging at a high rate for several cycles.
연구는 유망하게 들립니다. 과급 충전은 배터리를 재생하고 수상 돌기로 인한 단락을 방지하며 배터리가 더 안전하고 높은 에너지 밀도를 갖도록 할 수 있지만 이것이 배터리가 급속하게 부패하는 것을 방지합니까? 팀에서 추가 연구가 필요할 수도 있습니다.
