Лити батерейны гүйцэтгэл аажмаар буурч байна

Лити батерейны гүйцэтгэл аажмаар буурч байна

Цахиурын анод нь батерейны үйлдвэрлэлд ихээхэн анхаарал татсан. Үүнтэй харьцуулахадлити-ион батерейБал чулуун анодыг ашигласнаар тэд 3-5 дахин их багтаамжийг бий болгож чадна. Илүү том багтаамж нь цэнэглэлт бүрийн дараа батерей удаан ажиллах бөгөөд энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн жолоодлогын зайг мэдэгдэхүйц уртасгадаг гэсэн үг юм. Цахиур нь элбэг бөгөөд хямд боловч Si анодын цэнэглэлт-цэнэг алдалтын мөчлөг хязгаарлагдмал байдаг. Цэнэглэлт-цэнэг алдалтын мөчлөг бүрийн үед тэдгээрийн эзэлхүүн ихээхэн өргөжиж, тэр ч байтугай багтаамж нь буурч, улмаар электродын хэсгүүдийн хугарал эсвэл электродын хальсны гажилт үүсэхэд хүргэдэг.

Профессор Жан Вүүк Чой, профессор Али Коскун нарын удирдсан KAIST баг 7-р сарын 20-нд цахиурын анодтой том багтаамжтай литийн ион батерейнд зориулсан молекулын дамар цавууны талаар мэдээлэв.

KAIST баг молекулын дамар (полиротаксан гэж нэрлэгддэг)-ийг батерейны электрод холбогчдод нэгтгэсэн бөгөөд үүнд электродуудыг металл суурь дээр бэхлэхийн тулд батерейны электродуудад полимер нэмж оруулсан. Полиротан дахь цагиргуудыг полимер араг ясанд шургуулж, араг ясны дагуу чөлөөтэй хөдөлж чаддаг.

Полиротан дахь цагиргууд нь цахиурын хэсгүүдийн эзэлхүүний өөрчлөлттэй чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. Цагирагны гулсалт нь цахиурын хэсгүүдийн хэлбэрийг үр дүнтэй хадгалж чаддаг тул тасралтгүй эзэлхүүний өөрчлөлтийн процесст задардаггүй. Полиротан цавууны өндөр уян хатан чанараас болж буталсан цахиурын хэсгүүд ч гэсэн нэгдмэл хэвээр үлдэж чаддагийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Шинэ цавууны үүрэг нь одоо байгаа цавууны (ихэвчлэн энгийн шугаман полимер) үүрэгтэй харьцуулахад эрс ялгаатай. Одоо байгаа цавуунууд нь хязгаарлагдмал уян хатан чанартай тул хэсгүүдийн хэлбэрийг бат бөх хадгалж чаддаггүй. Өмнөх цавуунууд нь буталсан хэсгүүдийг тарааж, цахиурын электродуудын багтаамжийг бууруулж эсвэл бүр алдаж болзошгүй.

Зохиогч үүнийг суурь судалгааны ач холбогдлын маш сайн нотолгоо гэж үзэж байна. Полиротаксан нь өнгөрсөн жил "механик холбоо" гэсэн ойлголтоороо Нобелийн шагнал хүртсэн. "Механик холбоо" гэдэг нь ковалент холбоо, ионы холбоо, зохицуулалтын холбоо, металл холбоо зэрэг сонгодог химийн холбоонд нэмж болох шинээр тодорхойлсон ойлголт юм. Урт хугацааны суурь судалгаа нь батерейны технологийн удаан хугацааны бэрхшээлийг гэнэтийн хурдаар аажмаар шийдвэрлэж байна. Зохиогчид мөн одоогоор томоохон батерей үйлдвэрлэгчтэй хамтран молекулын дамараа бодит батерейны бүтээгдэхүүнд нэгтгэхээр ажиллаж байгаагаа дурдсан.

2006 оны Нортвестерн Их Сургуулийн химийн шагналт, Нобелийн шагналт Сэр Фрейзер Стоддарт нэмж хэлэхдээ: “Механик холбоо нь эрчим хүч хадгалах орчинд анх удаа сэргэсэн. KAIST баг гулсалтын цагирагтай полиротаксануудад механик холбогчийг чадварлаг ашиглаж, альфа-циклодекстрин спираль полиэтилен гликолыг функциональ болгосон нь зах зээл дээрх лити-ион батерейны гүйцэтгэлд шинэ нээлт хийсэн бөгөөд дамар хэлбэртэй дүүргэгчийг механик холбогчтой хослуулсан. Нэгдлүүд нь уламжлалт материалыг зөвхөн нэг химийн холбоогоор сольдог бөгөөд энэ нь материал, тоног төхөөрөмжийн шинж чанарт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх болно.”


Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 3-р сарын 10