Батарея лития „ломовой лошади“ смогла быть более сильными спасибо новый дизайн

«Что мы имеем теперь [в технологии литий-ионного аккумулятора] фактически на пределах своих возможностей,» сказал лучнику. «Литий-ионный аккумулятор, который был ломовой лошадью в приводить новые технологии в действие электроники, работает на более 90 процентов своей теоретической емкости запоминающего устройства. Небольшие фишки инженерства могут привести для того чтобы улучшать батареи с больше хранения, да ведь это не длительное решение.»

«Вам нужен вид радикального изменения склада ума,» он сказал, «и этот значит что вы должны почти начать в начале.»

Снеашис «Сне» Чоудхуры, Ф.Д. „18, приходило вверх с какой лучник термин «элегантному» решению к коренной проблеме с перезаряжаемые батареями которые используют энерги-плотные металлические аноды лития: иногда-катастрофическая нестабильность должная к дентритам, которые позвоночники лития которые растут от анода по мере того как ионы путешествуют взад и вперед через электролит во время обязанности и дишарге циклы.

Если дентрит выходит сквозь отверстие разделитель и достигает катод, то закоротить и огонь могут произойти. Были показаны, что подавляют твердые электролиты рост дентрита механически, но за счет быстрого перехода иона. Решение Чоудхуры: Ограничьте рост самого дентрита структурой электролита, который можно контролировать химически.

Используя процедуру по реакции группа лучника введенная в 2015, они используют «взаимн соединенные волосатые нанопартиклес» -- прививок нанопартиклес кремнезема и функтионализед полимера (окиси полипропилена) -- создать пористый электролит который эффектно удлиняет ионы маршрута должен принять к перемещению от анода к катоду и задней части, драматически увеличивая жизнь анода.

Их бумага, «ограничивая электросаждение металлов в составленных электролитах,» была опубликована в продолжениях государственной академии наук. Чоудхуры и Дилан Ву -- поднимая младший маджоринг в химическом машиностроении -- со-первые авторы.

Чоудхуры, которое возглавляют к Стэнфордскому университету для его после защиты докторской диссертации работы, также изобрело метод для сразу визуализирования внутренней деятельности их экспириментально батареи. Группа подтвердила теоретические прогнозы о росте дентрита с прибором Чоудхуры.

«Это что-то я имею хотел делать для, я угадываю, 3 продолжительности жизни студентов Ф.Д.,» сказал лучнику, который на Корнелле с 2000, с смехом. «Какое Сне могло сделать был конструировать клетку которая позволила нам к, очень элегантно, визуализирует что происходит на интерфейсе лити-металла, дающ нам теперь способность пойти за теоретическими прогнозами.»

Другая новизна этой работы, лучник сказал, «переворачивает что-то из канона» в науке батареи. Она длинные, который разделитель держат что, подавить рост дентрита, разделитель внутри батареи должен быть более силен чем металл он пробует подавить, только Чоудхуры пористый полимера -- с средними размерами поры под 500 нанометрами -- показал, что арестовать рост.