超声波装置提高锂电天富平台登录池容量和充电时间

时间:2020-09-15 15:09 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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该设备由现成的智能手机组件制成,可以产生极高频率的声波——频率在1亿到100亿赫兹之间。在手机中,这些设备主要用于过滤无线蜂窝信号,识别和过滤语音通话和数据。研究人员用它们在电池的电解质中产生电流。来源:David Baillot/加州大学圣地亚哥分校
 
该设备使锂金属电池向商业可行性又迈进了一步。天富平台登录
 
加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种超声波发射装置,使锂金属电池(LMBs)向商业可行性又迈进了一步。尽管研究团队专注于lmb,但该设备可以用于任何电池,而不考虑化学成分。
 
这项工作将快速充电和高能量电池融为一体。这是令人兴奋和有效的。——刘平
 
研究人员开发的这个装置是电池的一个组成部分,它通过发射超声波在阳极和阴极之间的电解质液体中产生循环电流。这就阻止了锂金属在充电过程中生长的树突的形成,从而导致lmb的性能下降和短路。
 
该设备是由现成的智能手机组件制成的,这些组件可以产生极高频率的声波——频率在1亿到100亿赫兹之间。在手机中,这些设备主要用于过滤无线蜂窝信号,识别和过滤语音通话和数据。研究人员用它们在电池的电解质中产生电流。
 
“智能手机技术的进步真正让我们能够使用超声波来改进电池技术,”James Friend说,他是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的机械和航空航天工程教授,也是这项研究的通讯作者。
 
锂电池超声波装置
 
研究人员开发的这个装置是电池的一个组成部分,它通过发射超声波在阳极和阴极之间的电解质液体中产生循环电流。这就阻止了锂金属在充电过程中生长的树突的形成,从而导致lmb的性能下降和短路。来源:David Baillot/加州大学圣地亚哥分校
 
目前,lmb还没有被认为是一个可行的选择,从电动汽车到电子产品,因为它们的寿命太短。但这些电池的容量也是目前最好的锂离子电池的两倍。例如,在电池重量相同的情况下,锂金属动力电动汽车的行驶里程将是锂离子动力汽车的两倍。
 
研究人员发现,配备该设备的锂金属电池可充电和放电250次,锂离子电池可充电和放电2000多次。电池在10分钟内从零到100%充电,每次循环。天富平台登录
 
“这项工作将快速充电和高能量电池融为一体,”雅各布斯学院的纳米工程教授刘平(音译)说,他也是该论文的另一位资深作者。“这是令人兴奋和有效的。”
 
该团队在2020年2月18日的《先进材料》网络版上详细介绍了他们的工作。
 
刘说,大多数电池的研究努力集中在寻找完美的化学物质来开发电池,持续时间更长,充电更快。相比之下,加州大学圣地亚哥分校的研究小组试图解决一个基本问题:在传统的金属电池中,阴极和阳极之间的电解质液体是静态的。因此,当电池充电时,电解质中的锂离子耗尽,更有可能导致锂在阳极上的沉积不均。这进而导致了被称为树突的针状结构的发展,树突可以从阳极无限制地生长到阴极,导致电池短路甚至起火。快速充电加速了这一现象。
 
超声波设备锂金属电池
 
研究人员发现,配备该设备的锂金属电池可充电和放电250次,锂离子电池可充电和放电2000多次。电池在10分钟内从零到100%充电,每次循环。来源:David Baillot/加州大学圣地亚哥分校
 
通过在电池中传播超声波,该设备使电解质流动,补充电解质中的锂,使锂更有可能在充电时在阳极上形成均匀、密集的沉淀。
 
该论文的第一作者、加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)材料科学博士生黄安(An Huang)说,整个过程中最困难的部分是设计这种设备。我们面临的挑战是在极小的范围内工作,理解其中的物理现象,并找到一种有效的方法将设备集成到电池中。
 
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