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钾金属电池对手出现锂离子技术

2020年3月2日

钾金属电池对手出现锂离子技术

伦斯勒团队发现解决长期存在的问题面临钾金属电池

特洛伊,纽约 - 从手机,到太阳能发电,电动汽车,人类越来越依赖于电池。作为安全,高效,功能强大的能量存储的需求持续上升,所以也没有呼吁有前途的替代锂离子充电电池,已在ESTA空间的主导技术。

在研究今天发表在 科学的美国国家科学院院刊, bt365在线的研究人员证明他们如何克服持续的挑战,创造已知树突作为金属电池性能几乎和那作为锂离子电池,而是依赖于钾 - 以更丰富和更便宜元素。

含电池的两个电极 - 在一端有一个阴极和在另一阳极。如果你看一个锂离子电池的内部通常你会发现由氧化锂钴和由石墨制成的阳极的阴极。在充电和放电时,锂离子来回流动这两个电极之间。

在这种设置中,如果研究人员来简单地替换钴酸锂钴氧化物与氢,性能将下降。钾是一个较大和较重的元件,因此,较不致密的能量。相反,该团队由伦斯勒钾也更换石墨阳极随着金属钾看着以提高性能。

“在性能方面,此竞争对手传统的锂离子电池,可以”说尼希尔·科拉特卡尔,机械,航空航天的被资助的教授,核工程在伦斯勒和主要作者在纸上ESTA。

而渐露有无金属电池,他们也得到了传统积累的金属矿床,称为树突的困扰,在阳极上。树突形成由于金属钾作为充电和放电重复电池经受循环的不均匀沉积的。随着时间的推移,Koratkar解释的,金属钾的密集体变长并且几乎分支状。

如果他们成长太长,他们最终会刺破意味着保持电极从相互接触和短路电池绝缘膜分离。当热量产生短裤到电池,并且具有设置在有机电解质内着火设备的潜力。

在本文Koratkar和他的团队 - 其中包括prateek hundekar,博士生在伦斯勒,在马里兰州,包括王春生,化学和生物分子工程的被资助的教授的大学伦斯勒和其他研究人员的研究人员 - 如何解释他们的解决方案这个问题铺平了道路,实际消费者使用的方式。通过以高充电和放电速率相对操作所述电池,就可以提高电池内的温度他们良好控制的方式和鼓励树突自愈断阳极。

Koratkar比较自我修复过程,风暴结束后会发生什么一堆雪。风和太阳的帮助移动剥落的雪丘,缩小其规模和压延最终出来。

以类似的方式,同时将温度提高内的电池不会熔融金属钾,它确实有助于以活化表面扩散,从而钾原子横向移动关闭“桩”他们已经创建,枝晶有效平滑。

“通过这种方式,这个想法是,在夜晚或您不使用每当电池,你将有一个电池管理系统,将应用此局部热敷,将导致树突自愈,” Koratkar说。

Koratkar和他的团队 先前已证明,以同样的方法 随着锂金属电池的自愈,但他们发现所需的钾金属电池要少得多的热量来完成自我修复过程。这一发现有前途Koratkar说,手段钾金属电池能更高效,安全,实用。

“我希望看到的模式转变,以金属电池,” Koratkar说。 “金属电池构造电池的最有效的方法;然而,由于枝晶问题的ESTA不可行他们一直。钾,我更希望的。“

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