隨著世界減少對(duì)化石燃料的依賴,工業(yè)和制造商不斷轉(zhuǎn)向采用鋰離子電池為機(jī)器提供動(dòng)力,現(xiàn)代生活變得越來越先進(jìn)。其中鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、手機(jī)、無人機(jī)、吸塵機(jī)器人和其他機(jī)器提供動(dòng)力,并將成為能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分。
但是鋰離子電池仍存在問題,即隨時(shí)間老化和充電,電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生枝晶。據(jù)外媒報(bào)道,休斯頓大學(xué)(University of Houston)的研究小組正研究枝晶生長(zhǎng)過程,試圖解決這一問題。
(圖片來源:休斯頓大學(xué))
枝晶是堆積在電池陽極上的尖狀結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)會(huì)縮短電池的壽命,阻礙其保持充電能力,并且可能會(huì)造成機(jī)器短路,從而可能引發(fā)電池起火等安全隱患。
休斯頓大學(xué)庫倫工程學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程助理教授Xiaonan Shan表示:“通過了解電池枝晶的生長(zhǎng)過程,我們可以確定防止枝晶生長(zhǎng)的化學(xué)和物理解決方案,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)下一代電池。”
Shan及其亞久團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種“新型原位”3D顯微鏡,可成像和研究局部電化學(xué)環(huán)境,并了解電池中枝晶開始形成的位置。提供使用3D顯微鏡、小型攝像頭和其他計(jì)算機(jī)成像技術(shù),研究人員能夠從幾何上繪制出電池最初形成枝晶的過程。
Shan表示:“確認(rèn)枝晶生成過程非常重要,因?yàn)榇蠖鄶?shù)電池研究人員通過使用的是電化學(xué)測(cè)量來測(cè)量電池整個(gè)表面或內(nèi)部,這無法得知電池內(nèi)部的反應(yīng)。而大多數(shù)電池公司專注于開發(fā)電池的材料部分,因此新材料更注重性能。
Shan還補(bǔ)充道:“通過這個(gè)過程,制造商理論上可以設(shè)計(jì)出阻止枝晶生長(zhǎng)的電池結(jié)構(gòu),從而制造出性能更好的電池?!?/p>
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