|
|
摘要：加州理工學(xué)院（霍華德的供職大學(xué),，一定很靠譜）的研究者們?cè)敿?xì)探究了如何用較高溫度來(lái)分解這些枝晶——并可能延長(zhǎng)電池壽命,。
' h; s% S8 p! h; s5 x# Y7 O9 K" p5 |8 U" K, G! d
【高工鋰電綜合報(bào)道】
; o# D" w% r: ^' r* p& [0 S0 P; F
4 ~9 D! x! F( q6 |# s* u9 B 不要現(xiàn)在就急著把你的電子設(shè)備塞進(jìn)烤箱，不過(guò)為了更長(zhǎng)的電池壽命,，有一天你可能會(huì)把它們?cè)诓皇褂脮r(shí)烤一烤,。隨著時(shí)間推移，充電電池內(nèi)的電極會(huì)長(zhǎng)出微小的樹(shù)枝狀細(xì)絲,，稱為樹(shù)突或枝晶,，這會(huì)造成短路報(bào)廢電池，甚至點(diǎn)著起火,。但感謝新的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬,，加州理工學(xué)院(霍華德的供職大學(xué)，一定很靠譜)的研究者們?cè)敿?xì)探究了如何用較高溫度來(lái)分解這些枝晶——并可能延長(zhǎng)電池壽命,。; Z# D" F7 p/ f2 x9 e n$ U
![]() ! }0 j4 x3 B9 X1 g# r O& l
8 C/ c7 ? U3 W( e4 _+ S 電池由正極和負(fù)極組成,，當(dāng)電池產(chǎn)生電流時(shí)，電子從陽(yáng)極流出,，通過(guò)外部電路，再流回陰極,。陽(yáng)極(鋰等導(dǎo)電金屬構(gòu)成)中的一些原子失去用來(lái)產(chǎn)生電流的電子后變成離子,，然后通過(guò)稱為電解質(zhì)的導(dǎo)電液體介質(zhì)移動(dòng)到負(fù)極。9 N& E1 Y9 m) w' }
9 b8 `) S% o7 B" V+ K4 F
給電池充電反轉(zhuǎn)這個(gè)過(guò)程,，離子返回并附著回陽(yáng)極上,，但當(dāng)它們這樣做時(shí)，離子附著并不均勻,，相反,，它們形成微觀的凸起，多個(gè)充電周期后,，最終生長(zhǎng)成為長(zhǎng)長(zhǎng)的分支,。當(dāng)這些樹(shù)突抵達(dá)并接觸陰極時(shí)就造成短路，這時(shí)電流就流經(jīng)樹(shù)突而非通過(guò)外部電路,，致使電池失效死亡,。
( G# O. Y6 E7 O$ V( n9 F! u. {9 V, x6 H# L& @
電流也會(huì)加熱樹(shù)突，而且由于電解質(zhì)經(jīng)常是易燃物,，樹(shù)突可能會(huì)引發(fā)起火,。即使樹(shù)突不短路電池，它們也能整個(gè)從陽(yáng)極上斷落,，在電解液中到處漂浮,，這樣陽(yáng)極就損失了材料，而電池也就不能存儲(chǔ)同樣多的電量。( P5 I8 O8 \# j P
3 W; e1 c" h3 ~' g& D- d+ S “樹(shù)突很危險(xiǎn),，還會(huì)降低充電電池容量,，”加州理工學(xué)院科學(xué)家Asghar Aryanfar說(shuō)。他領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究本周發(fā)表在美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版的《化學(xué)物理學(xué)報(bào)》封面上,。盡管研究者們研究的是屬于最有效的種類(lèi)的鋰電池,，但他們的成果是可以廣泛應(yīng)用的�,！爸�(wèn)題對(duì)所有可充電電池都是普遍的,，”他說(shuō)。: T4 `, _' ~' ?
% O$ e( k( |$ e% e. X: B
研究者們?cè)跍y(cè)試電池上生長(zhǎng)出鋰枝晶并把它們加熱幾天,。他們發(fā)現(xiàn)高至55攝氏度的溫度使樹(shù)突縮短了多達(dá)36%,。為了弄清楚究竟是什么導(dǎo)致了這種縮水，研究者們使用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬熱量對(duì)構(gòu)成枝晶的單個(gè)鋰原子的影響,，模型使用了簡(jiǎn)化的,、理想化的金字塔幾何形狀。
' W2 J6 c k3 n! s) a& K X' f& C O& \7 Q6 ]
模擬結(jié)果顯示溫度升高觸發(fā)原子以兩種方式移動(dòng),。金字塔頂端的原子可能下落到較低高度,，或者較低高度上的原子能移動(dòng)并留下空穴，隨后被另一個(gè)原子填補(bǔ),。這些原子進(jìn)行洗牌運(yùn)動(dòng),，產(chǎn)生足夠推倒枝晶的運(yùn)動(dòng)。
/ c. i @! f5 ^2 T0 N+ X b7 r) X6 ^& Q4 j" p2 @+ y6 ~; a! i0 \
Aryanfar說(shuō),，通過(guò)量化需要多少能量才能改變枝晶結(jié)構(gòu),，研究者們能更好地了解它的結(jié)構(gòu)特征。雖然有許多因素影響電池在高溫下的壽命——例如其自放電傾向或另外發(fā)生的其它化學(xué)反應(yīng)——這一新研究表明復(fù)活電池所需的也許只是稍加炭烤,。) J/ W+ G' X. {' E( Z5 ?
" F3 I9 J. b& C! ?0 ?+ z; j; \0 g |
|
發(fā)表于 2015-10-8 20:31:08
QQ好友和群
收藏
淘帖
問(wèn)題專業(yè),，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
