Լիթիումի մարտկոցների աշխատանքը աստիճանաբար խախտվել է

Լիթիումի մարտկոցների աշխատանքը աստիճանաբար խախտվել է

Սիլիկոնային անոդները մեծ ուշադրություն են գրավել մարտկոցների արդյունաբերության մեջ:համեմատլիթիում-իոնային մարտկոցներօգտագործելով գրաֆիտային անոդներ, դրանք կարող են ապահովել 3-5 անգամ ավելի մեծ հզորություն:Ավելի մեծ հզորությունը նշանակում է, որ մարտկոցը ավելի երկար կծառայի յուրաքանչյուր լիցքավորումից հետո, ինչը կարող է զգալիորեն երկարացնել էլեկտրական մեքենաների վարելու հեռավորությունը:Չնայած սիլիցիումը առատ է և էժան, Si անոդների լիցքաթափման ցիկլերը սահմանափակ են:Լիցքավորման-լիցքաթափման յուրաքանչյուր ցիկլի ընթացքում դրանց ծավալը մեծապես կընդլայնվի, և նույնիսկ նրանց հզորությունը կնվազի, ինչը կհանգեցնի էլեկտրոդի մասնիկների կոտրվածքին կամ էլեկտրոդի թաղանթի շերտազատմանը:

KAIST թիմը՝ պրոֆեսոր Ջանգ Վուկ Չոյի և պրոֆեսոր Ալի Կոսկունի գլխավորությամբ, հուլիսի 20-ին զեկուցել է սիլիցիումի անոդներով մեծ հզորությամբ լիթիումի իոնային մարտկոցների մոլեկուլային ճախարակի սոսինձի մասին:

KAIST-ի թիմը միացրել է մոլեկուլային ճախարակները (կոչվում են պոլիռոտաքսաններ) մարտկոցների էլեկտրոդների կապակցիչների մեջ, ներառյալ պոլիմերներ ավելացնելով մարտկոցների էլեկտրոդներին՝ էլեկտրոդները մետաղական ենթաշերտերին միացնելու համար:Պոլիռոտանի օղակները պտուտակված են պոլիմերային կմախքի մեջ և կարող են ազատորեն շարժվել կմախքի երկայնքով:

Պոլիռոտանի օղակները կարող են ազատ տեղաշարժվել սիլիցիումի մասնիկների ծավալի փոփոխությամբ:Օղակների սայթաքումը կարող է արդյունավետ կերպով պահպանել սիլիցիումի մասնիկների ձևը, որպեսզի դրանք չքայքայվեն ծավալի շարունակական փոփոխության գործընթացում:Հատկանշական է, որ նույնիսկ մանրացված սիլիցիումի մասնիկները կարող են միաձուլված մնալ պոլիռոտանային սոսինձների բարձր առաձգականության պատճառով:Նոր սոսինձների գործառույթը կտրուկ հակադրվում է գոյություն ունեցող սոսինձների (սովորաբար պարզ գծային պոլիմերների) գործառույթներին:Գոյություն ունեցող սոսինձներն ունեն սահմանափակ առաձգականություն և, հետևաբար, չեն կարող ամուր պահպանել մասնիկների ձևը:Նախկին սոսինձները կարող են ցրել մանրացված մասնիկները և նվազեցնել կամ նույնիսկ կորցնել սիլիցիումի էլեկտրոդների հզորությունը:

Հեղինակը կարծում է, որ սա հիմնարար հետազոտությունների կարևորության հիանալի ցուցադրումն է:Պոլիրոտաքսանն անցյալ տարի Նոբելյան մրցանակի է արժանացել «մեխանիկական կապեր» հասկացության համար։«Մեխանիկական կապը» նոր սահմանված հասկացություն է, որը կարող է ավելացվել դասական քիմիական կապերին, ինչպիսիք են կովալենտային կապերը, իոնային կապերը, կոորդինացիոն կապերը և մետաղական կապերը:Երկարաժամկետ հիմնարար հետազոտությունները աստիճանաբար անսպասելի արագությամբ լուծում են մարտկոցների տեխնոլոգիայի երկարաժամկետ մարտահրավերները:Հեղինակները նաև նշեցին, որ իրենք ներկայումս աշխատում են մարտկոցների խոշոր արտադրողի հետ՝ իրենց մոլեկուլային ճախարակները մարտկոցների իրական արտադրանքներում ինտեգրելու համար:

Սըր Ֆրեյզեր Ստոդդարտը, 2006թ. Հյուսիսարևմտյան համալսարանի Նոբելյան մրցանակի քիմիայի դափնեկիր, ավելացրեց. «Մեխանիկական կապերն առաջին անգամ վերականգնվել են էներգիայի պահպանման միջավայրում:KAIST-ի թիմը հմտորեն օգտագործեց մեխանիկական կապողներ սայթաքող օղակաձև պոլիռոտաքսաններում և ֆունկցիոնալացված ալֆա-ցիկլոդեքստրին պարուրաձև պոլիէթիլեն գլիկոլում՝ նշելով բեկումնային շուկայում լիթիում-իոնային մարտկոցների աշխատանքի մեջ, երբ ճախարակաձև ագրեգատները մեխանիկական կապակցիչներով են:Միացությունները սովորական նյութերին փոխարինում են միայն մեկ քիմիական կապով, ինչը զգալի ազդեցություն կունենա նյութերի և սարքավորումների հատկությունների վրա:


Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-10-2023