Ang Pagganap ng Mga Lithium Baterya ay Unti-unting Nasira

Ang Pagganap ng Mga Lithium Baterya ay Unti-unting Nasira

Ang mga anod ng silikon ay nakakaakit ng malaking pansin sa industriya ng baterya.Kung ikukumpara samga baterya ng lithium-iongamit ang graphite anodes, maaari silang magbigay ng 3-5 beses na mas malaking kapasidad.Ang mas malaking kapasidad ay nangangahulugan na ang baterya ay tatagal nang mas matagal pagkatapos ng bawat pag-charge, na maaaring makabuluhang pahabain ang distansya sa pagmamaneho ng mga de-kuryenteng sasakyan.Bagama't sagana at mura ang silikon, limitado ang mga cycle ng charge-discharge ng Si anodes.Sa bawat cycle ng pag-charge-discharge, ang kanilang volume ay lalawak nang husto, at maging ang kanilang kapasidad ay bababa, na hahantong sa pagkabali ng mga particle ng elektrod o ang delamination ng electrode film.

Ang pangkat ng KAIST, na pinamumunuan nina Propesor Jang Wook Choi at Propesor Ali Coskun, ay nag-ulat noong Hulyo 20 ng isang molecular pulley adhesive para sa malalaking kapasidad ng mga baterya ng lithium ion na may mga anod na silikon.

Ang koponan ng KAIST ay isinama ang mga molecular pulley (tinatawag na polyrotaxanes) sa mga electrode binder ng baterya, kabilang ang pagdaragdag ng mga polymer sa mga electrodes ng baterya upang ikabit ang mga electrodes sa mga substrate ng metal.Ang mga singsing sa polyrotane ay inilalagay sa polymer skeleton at maaaring malayang gumagalaw sa kahabaan ng balangkas.

Ang mga singsing sa polyrotane ay maaaring malayang gumalaw sa pagbabago ng dami ng mga particle ng silikon.Ang slip ng mga singsing ay maaaring epektibong panatilihin ang hugis ng mga particle ng silikon, upang hindi sila maghiwa-hiwalay sa patuloy na proseso ng pagbabago ng volume.Kapansin-pansin na kahit ang durog na mga particle ng silikon ay maaaring manatiling coalescent dahil sa mataas na elasticity ng polyrotane adhesives.Ang pag-andar ng mga bagong pandikit ay kabaligtaran ng umiiral na mga pandikit (karaniwan ay simpleng mga linear na polimer).Ang umiiral na mga pandikit ay may limitadong pagkalastiko at samakatuwid ay hindi maaaring mapanatili nang matatag ang hugis ng butil.Ang mga naunang pandikit ay maaaring magkalat ng mga durog na particle at mabawasan o mawala pa ang kapasidad ng mga electrodes ng silikon.

Naniniwala ang may-akda na ito ay isang mahusay na pagpapakita ng kahalagahan ng pangunahing pananaliksik.Ang Polyrotaxane ay nanalo ng Nobel Prize noong nakaraang taon para sa konsepto ng "mechanical bonds".Ang "mechanical bonding" ay isang bagong tinukoy na konsepto na maaaring idagdag sa mga klasikal na kemikal na bono, tulad ng mga covalent bond, ionic bond, coordination bond at metal bond.Ang pangmatagalang pangunahing pananaliksik ay unti-unting tinutugunan ang mga matagal nang hamon ng teknolohiya ng baterya sa hindi inaasahang bilis.Binanggit din ng mga may-akda na kasalukuyang nakikipagtulungan sila sa isang malaking tagagawa ng baterya upang isama ang kanilang mga molecular pulley sa aktwal na mga produkto ng baterya.

Idinagdag ni Sir Fraser Stoddart, 2006 Noble Laureate Chemistry Award na nagwagi sa Northwestern University: "Ang mga mekanikal na bono ay nakabawi sa unang pagkakataon sa isang kapaligiran ng imbakan ng enerhiya.Ang koponan ng KAIST ay mahusay na gumamit ng mga mechanical binder sa slip-ring polyrotaxanes at functionalized alpha-cyclodextrin spiral polyethylene glycol, na nagmamarka ng isang tagumpay sa pagganap ng mga lithium-ion na baterya sa merkado, kapag ang hugis-pulley ay pinagsama-sama sa mga mekanikal na binder.Pinapalitan ng mga compound ang mga maginoo na materyales ng isang chemical bond lamang, na magkakaroon ng malaking epekto sa mga katangian ng mga materyales at kagamitan.


Oras ng post: Mar-10-2023