ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

€€ llAll-Solid-Stateâ€ແບັດເຕີຣີໃຫ້ປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າແລະປັບປຸງຄວາມປອດໄພ

2021-06-16
ຫົວຂໍ້:
ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ມະຫາວິທະຍາໄລເຈນີວາ
ໂດຍວິທະຍາໄລຂອງ GENEVA NOVEMBER 24, 2017



ສ່ວນປະກອບຂອງແບັດເຕີຣີໂຊດຽມແຂງ. ©ເອັມພາ

ໂທລະສັບ, ຄອມພິວເຕີ, ລົດໄຟຟ້າ batteries € batteries ແບັດເຕີຣີມີຢູ່ທຸກບ່ອນ. ແລະເພື່ອຕອບສະ ໜອງ ຄວາມຄາດຫວັງຂອງຜູ້ບໍລິໂພກໃນທຸກມື້ນີ້, ແບັດເຕີຣີເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມສະຫວ່າງຫຼາຍຂຶ້ນ, ມີພະລັງແລະອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ມີອາຍຸການໃຊ້ງານໄດ້ດົນຂຶ້ນ. ປະຈຸບັນເຕັກໂນໂລຍີທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ: ແຕ່ເຕັກໂນໂລຍີມີລາຄາແພງແລະບັນຈຸທາດແຫຼວທີ່ລະເບີດໄດ້, ເຊິ່ງອາດຈະເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ຄວາມປອດໄພເມື່ອແບັດເຕີຣີຖືກໃຊ້ໃນທາງທີ່ຜິດ. ເພື່ອຕອບສະ ໜອງ ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກຕະຫຼາດທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ (ຕົວຢ່າງລົດໄຟຟ້າ, ແລະການເກັບຮັກສາພະລັງງານທົດແທນ), ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ Empa, ຫ້ອງທົດລອງລັດຖະບານກາງສະວິດສໍາລັບວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຍີວັດສະດຸ, ແລະມະຫາວິທະຍາໄລເຈນີວາ (UNIGE), ສະວິດເຊີແລນ, ໄດ້ອອກແບບໃnew່. ຕົ້ນແບບແບັດເຕີຣີ: ທີ່ຮູ້ກັນໃນນາມâ--all-solid-state â, ແບັດເຕີຣີນີ້ມີທ່າແຮງໃນການເກັບພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍໃນຂະນະທີ່ຮັກສາລະດັບຄວາມປອດໄພແລະເຊື່ອຖືໄດ້ສູງ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ແບັດເຕີຣີແມ່ນອີງໃສ່ໂຊດຽມ, ເປັນທາງເລືອກທີ່ລາຄາຖືກກວ່າກັບລິທຽມ. ອ່ານກ່ຽວກັບການຄົ້ນຄ້ວາໃນລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມຢູ່ໃນວາລະສານວິທະຍາສາດພະລັງງານແລະສິ່ງແວດລ້ອມ.

ເພື່ອໃຫ້ແບັດເຕີຣີໃຊ້ໄດ້, ມັນຕ້ອງມີສາມອົງປະກອບທີ່ ສຳ ຄັນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: anode (ຂົ້ວລົບ), cathode (ຂົ້ວບວກ) ແລະ electrolyte. ແບັດເຕີຣີສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ໃຊ້ຢູ່ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຂອງພວກເຮົາໃນທຸກມື້ນີ້ແມ່ນອີງໃສ່ໄອອອນລີທຽມ. ເມື່ອແບັດເຕີຣີສາກ, ແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນອອກຈາກ cathode ແລະຍ້າຍໄປທີ່ anode. ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ lithium dendrites ປະກອບເປັນ al € kind ປະເພດຂອງ stalagmite ກ້ອງຈຸລະທັດທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດວົງຈອນສັ້ນ in ຢູ່ໃນແບັດເຕີຣີທີ່ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດໄຟໄthe້ໄດ້. ເພີ່ມປະລິມານພະລັງງານທີ່ສາມາດເກັບໄວ້ໄດ້.

ນັກຄົ້ນຄວ້າ Empa ແລະ UNIGE ໄດ້ສຸມໃສ່ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງແບັດເຕີຣີâââsolidâ to ເພື່ອຮັບມືກັບຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກຕະຫຼາດທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນແລະເພື່ອເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີມີປະສິດທິພາບດີຍິ່ງຂຶ້ນ: ສາກໄດ້ໄວຂຶ້ນພ້ອມກັບຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາເພີ່ມຂຶ້ນແລະປັບປຸງຄວາມປອດໄພ. ແບັດເຕີຣີຂອງເຂົາເຈົ້າໃຊ້ຂອງແຂງແທນທີ່ຈະເປັນ electrolyte ແຫຼວທີ່ເຮັດໃຫ້ການໃຊ້ anode ໂລຫະໂດຍການປິດກັ້ນການສ້າງ dendrites, ເຮັດໃຫ້ສາມາດເກັບພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ.

ແບັດເຕີຣີໂຊດຽມແຂງທີ່ບໍ່ສາມາດຕິດໄຟໄດ້

ut ut ut ແຕ່ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງຊອກຫາຕົວນໍາທາດ ionic ແຂງທີ່ເsuitableາະສົມເຊິ່ງນອກຈາກຈະບໍ່ເປັນພິດແລ້ວຍັງມີຄວາມstableັ້ນຄົງທາງເຄມີແລະຄວາມຮ້ອນແລະມັນຈະຊ່ວຍໃຫ້ໂຊດຽມເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ງ່າຍລະຫວ່າງ anode ກັບ cathode. Hans Hagemann, ສາດສະດາຈານໃນພາກວິຊາເຄມີກາຍຍະພາບໃນຄະນະວິທະຍາສາດຂອງ UNIGE. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຄົ້ນພົບວ່າສານທີ່ມີທາດໂບຣອນ, ເປັນ closo-borane, ໄດ້ເຮັດໃຫ້ທາດໄອໂອດີນສາມາດໄຫຼວຽນໄດ້ຢ່າງເສລີ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ເນື່ອງຈາກ closo-borane ເປັນຕົວນໍາຂອງອະນົງຄະທາດ, ມັນກໍາຈັດຄວາມສ່ຽງຂອງໄຟທີ່ຕິດໄຟໃນຂະນະທີ່ສາກໄຟ. ເວົ້າອີກຢ່າງ ໜຶ່ງ, ມັນແມ່ນວັດສະດຸ, ມີຄຸນສົມບັດທີ່ດີຫຼາຍຢ່າງ.

difficulty ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກແມ່ນການສ້າງການພົວພັນຢ່າງໃກ້ຊິດລະຫວ່າງສາມຊັ້ນຂອງâໍ້ໄຟ: anode, ປະກອບດ້ວຍໂຊດຽມໂລຫະແຂງ; cathode, ໂຊດຽມ chromium oxide ປະສົມ; LéoDuchêne, ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ທີ່ວັດສະດຸສໍາລັບຫ້ອງທົດລອງການປ່ຽນພະລັງງານຂອງ Empa ແລະນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກໃນພາກວິຊາເຄມີສາດຢູ່ທີ່ຄະນະວິທະຍາສາດຂອງ UNIGE. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລະລາຍບາງສ່ວນຂອງເອເລັກໂທຼນິກໄຟຟ້າຂອງແບັດເຕີຣີໃນຕົວລະລາຍກ່ອນທີ່ຈະເພີ່ມsodiumຸ່ນໂຊດຽມໂຄຣມຽມອອກໄຊ. ເມື່ອສານລະລາຍໄດ້ລະເຫີຍອອກໄປ, ພວກມັນໄດ້ຊ້ອນກັນປະສົມຜົງ cathode ກັບ electrolyte ແລະ anode, ບີບອັດຊັ້ນຕ່າງ various ເພື່ອປະກອບເປັນແບັດເຕີຣີ.

ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ທີ່ Empa ແລະ UNIGE ຕໍ່ມາໄດ້ທົດສອບແບັດເຕີຣີ. Arndt Remhof, ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ Empa ແລະຜູ້ນໍາໂຄງການກ່າວວ່າ, stability stability ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີໄຟຟ້າຂອງ electrolyte ທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ຢູ່ນີ້ສາມາດທົນໄດ້ສາມໂວນ, ໃນຂະນະທີ່ electrolytes ແຂງຈໍານວນຫຼາຍທີ່ໄດ້ສຶກສາມາກ່ອນແມ່ນເສຍຫາຍດ້ວຍແຮງດັນດຽວກັນ. ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ໂດຍມູນນິທິວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດຂອງປະເທດສະວິດ (SNSF) ແລະສູນແຂ່ງຂັນຄວາມສາມາດຂອງປະເທດສະວິດສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າພະລັງງານກ່ຽວກັບການເກັບຮັກສາຄວາມຮ້ອນແລະໄຟຟ້າ (SCCER-HaE). ນັກວິທະຍາສາດຍັງໄດ້ທົດສອບແບັດເຕີຣີຫຼາຍກວ່າ 250 ຮອບການສາກແລະການປ່ອຍ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ 85% ຂອງຄວາມສາມາດພະລັງງານຍັງໃຊ້ໄດ້ຢູ່. "ແຕ່ມັນຕ້ອງການ 1,200 ຮອບກ່ອນທີ່theໍ້ໄຟຈະສາມາດວາງຂາຍໃນຕະຫຼາດໄດ້", ນັກຄົ້ນຄວ້າເວົ້າ. addition addition addition ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງທົດສອບແບັດເຕີຣີຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງເພື່ອໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດຢືນຢັນໄດ້ວ່າມີຮູບແບບ dendrites ຫຼືບໍ່, ໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມແຮງດັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ການທົດລອງຂອງພວກເຮົາຍັງ ດຳ ເນີນຢູ່

ການພິມເຜີຍແຜ່: LéoDuchêne, et al., stable stable stable stable stable stable stable stable stable stable 3 V all-solid-state battery-solid-state sodium-ion battery based on a closo-borate electrolyte, €€ Energy & Environmental Science, 2017; DOI: 10.1039/C7EE02420G