Nanodrähte können die Entflammbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien verringern

Von Mobiltelefonen über 3C-Produkte bis hin zu Elektrofahrzeugen oder großen Energiespeicherkraftwerken kann man sagen, dass Lithium-Ionen-Batterien heutzutage allgegenwärtige, gängige Energiespeichertechnologien sind, aber die Sicherheit wurde immer kritisiert, so viele Wissenschaftler haben es versucht verschiedene Lösungen finden. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Nanodrähte nicht nur die Entflammbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien verringern, sondern auch die Batterieleistung verbessern, so die NanoLETERs des American Chemical Society Journal.

Ionen bewegen sich an beiden Enden der Elektrode durch Elektrolyte, und herkömmliche Batterieelektrolyte bestehen aus Salz und organischen Lösungsmitteln. Sie sind eine der ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Technologien, aber sie neigen zur Verdunstung und können Feuer verursachen. Daher haben Forscher ihre Augen auf feste Elektrolyte gerichtet und viele mögliche Optionen vorgeschlagen.

Polyelektrolyte sind potenzielle Frischkräfte und haben die Vorteile von Stabilität, Billigkeit und Kitzeln. Sie haben jedoch gleichzeitig schlechte elektrische und mechanische Eigenschaften und können nicht kommerzialisiert werden. Um die Wettbewerbsfähigkeit des Elektrolyten zu erhöhen, möchten Wissenschaftler daher den Elektrolyten verbessern, indem sie die Anordnung der Verbindungen erhöhen.

Tao Xinyong, Materialwissenschaftler an der Technischen Universität Zhejiang, und sein Team stellten Nanodrähte aus Magnesiumborat (Mg2B2O5) her. Da das Material gute mechanische Eigenschaften und Leitfähigkeit aufweist, ist es auch ein umweltfreundliches Flammschutzmittel mit geringer Toxizität, das die Stabilität der feuerfesten Kohlenstoffschicht verbessern kann. Daher wollte das Team Magnesiumborat-Nanodrähte in feste Polymerelektrolyte einbringen und untersuchen, ob die Materialeigenschaften zur Batterieleistung beitragen können.

Das Team mischte Polymerelektrolyte mit Magnesiumborat-Nanodrähten mit einem Gewicht von 5%, 10%, 15% bzw. 20 Gew .-% und stellte fest, dass Nanodrähte die Elektrolytleitfähigkeit erhöhen können. Im Vergleich zu Elektrolyten, die keine Nanodrähte hinzufügen, können neue Elektrolyte mehr standhalten Stress. Machen Sie die Elektrodenoberfläche stabiler.

Das Team wies darauf hin, dass die Ionenflussbeschleunigung die Leitfähigkeit der Batterie weiter verbessert hat, und die Studie ergab auch, dass der Elektrolyt nicht brennbar ist. Das Team kombinierte den neuen Nanodrahtelektrolyten tatsächlich mit lithiumeisenphosphat (LiFePO4) -Kathode und Lithiumanode. Im Vergleich zu den alten Elektrolyten waren auch die Geschwindigkeitseffizienz und die zyklische Kapazität höher. Bei Temperaturen von 50 ° C, 40 ° C und 30 ° C und 0,2 ° C beträgt die zyklische Kapazität 150, 106 und 50 mAhg-1.

Die Forscher sagten jedoch auch, dass die Nanodrähte zwar die Leitfähigkeit und den Feuerwiderstand stark verbessert haben, jedoch bei Raumtemperatur immer noch nicht stabil arbeiten können und noch ein Abstand zur Kommerzialisierung besteht und weitere Forschung erforderlich ist.

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