صفحه اصلی > نمایشگاه > محتوای

بهینه سازی عملکرد ایمنی باتری های لیتیوم با نیترید بور

Jul 15, 2019

پروفسور یانگ یوان از دانشگاه کلمبیا روش جدیدی برای تثبیت الکترولیت های حالت جامد در باتری های لیتیوم فلزی با استفاده از پوشش های نانو پودر بور نیترید (BN)، به طرز ایمن عمر باتری را طولانی تر کرده است.

باتری های لیتیوم یونی سنتی چگالی انرژی کم، عمر کوتاه و الکترولیت های قابل اشتعال دارند. اگر باتری لیتیوم به جای آنون گرافیت در باتری استفاده شود، تراکم انرژی باتری می تواند افزایش یابد؛ با این حال، dendrites به راحتی در طول ریختن لیتیوم تشکیل می شود، که منجر به مشکلات ایمنی باتری می شود. الکترولیت سرامیک جامد دارای قدرت مکانیکی بالا است و می تواند رشد دندریت لیتیوم را مهار کند. با این حال، اکثر الکترولیت های جامد به یون لیتیوم پایدار نیستند و به راحتی توسط فلز لیتیم سد می شوند، بنابراین نمی توانند در باتری ها استفاده شوند.

برای مقابله با این چالش ها، تیم با آزمایشگاه ملی Brookhaven و دانشگاه شهر نیویورک برای استفاده از 5 تا 10 نانومتر نانوفیلم های نیترید بور به عنوان لایه های محافظی، به این ترتیب، تماس بین لیتیوم و الکترولیت جامد را جداسازی کرد و مقدار کمی از پلیمر یا الکترولیت مایع به رابط الکترود / الکترولیت. نانوفیلم بور نیترید شیمیایی و مکانیکی با لیتیوم است و سطح بالایی از عایق های الکترونیکی دارد، بنابراین عملکرد ایمنی باتری لیتیوم تا حد زیادی بهینه شده است. محققان نیترید بور را با سوراخ هایی در آن طراحی کرده اند که از طریق آن یون های لیتیوم می توانند عبور کنند و این باعث جدایی جدی می شود. علاوه بر این، نیترید بور با استفاده از رسوب بخار شیمیایی تهیه می شود که آسان ساختن فیلم های نازک مداوم از مقیاس دسی متر و مقیاس نانومتری است.

محققان در حال حاضر روش های خود را به انواع الکترولیت های جامد غیر قابل انعطاف گسترش داده و بهینه سازی رابط را در امید تولید باتری های حالت جامد با عملکرد بالا و عمر طولانی مدت دارند.