Алюминиевая аккумуляторная батарея имеет срок службы до 10,000 XNUMX раз

Группа исследователей под руководством декана Корнельского университета и профессора инженерных наук Линден Арчер объявила об открытии нового, более экономичного материала для электрохимических ячеек, использующих алюминий или цинк в качестве анода . Было продемонстрировано, что новая технология с использованием алюминия позволяет создавать перезаряжаемые батареи, обеспечивающие до 10 000 циклов без ошибок, решая проблему роста дендритов в высокоемкостных батареях из алюминиевых сплавов. [ Ссылка на защитный корпус для вашего аккумуляторного прибора]

В предыдущих батареях из алюминиевого сплава большой емкости существовала серьезная проблема роста дендритов, что могло привести к короткому замыканию батареи, уменьшению емкости и другим проблемам.

Чжэн Цзинсю и его коллеги, разработав геометрию и химический состав поверхности подложки, а также обеспечив равномерное осаждение алюминиевого металлического анода , смогли избежать роста дендритов в алюминиевых сплавах в условиях циклической работы при высоких токах и большой емкости.

В то же время на поверхности подложки из углеродного волокна металлический алюминий образует связь «алюминий-кислород-углерод», формируя тем самым высокооднородный слой осаждения, что в конечном итоге обеспечивает металлическому аноду высокую степень обратимости (более 99%) и циклическую стабильность до 3600 часов.

Одним из преимуществ алюминия является то, что он широко распространен в земной коре, трехвалентен и легок, поэтому обладает большей емкостью накопления энергии, чем многие другие металлы.

Однако алюминий сложно интегрировать в электроды батарей . Поскольку он вступает в химическую реакцию с стекловолоконным сепаратором, если использовать стекловолоконный сепаратор для физического разделения анода и катода, то из-за химической реакции произойдет короткое замыкание и выход элемента из строя.

Решение исследователей заключалось в создании переплетенной подложки из углеродного волокна, которая образует более прочные химические связи с алюминием. При зарядке батареи алюминий осаждается в углеродной структуре за счет ковалентной связи, то есть за счет обмена электронными парами между атомами алюминия и углерода.

В то время как электроды в обычных перезаряжаемых батареях являются только двухмерными, эта технология использует трехмерную (или неплоскую) структуру, которая позволяет создавать более глубокие и однородные слои алюминия, которые можно точно контролировать.

В практических условиях батареи с алюминиевым анодом могут обратимо заряжаться и разряжаться на один или несколько порядков сильнее, чем другие перезаряжаемые батареи с алюминиевым анодом.

В методе в основном используются химические движущие силы для обеспечения равномерного осаждения алюминия в пустотах трехмерной структуры. Кроме того, этот новый электрод имеет большую толщину и реагирует намного быстрее, чем другие электроды.

Узнайте больше информации в блоге YONGU , вам это может понравиться.