Исследователи разрабатывают метод 3D-визуализации, чтобы понять, как формируются дендриты в батареях

Прочитано: 308 раз(а)


Поскольку мир уменьшает свою зависимость от ископаемого топлива, отрасли промышленности и производители обращаются к литий-ионным батареям для питания машин, которые делают возможной современную жизнь. Эти батареи питают электромобили, мобильные телефоны, дроны, роботов-пылесосов и другие машины и станут важным компонентом перехода к энергии.

Но есть проблема с литий-ионными батареями : по мере того, как они стареют и заряжаются, в них образуются дендриты. Исследовательская группа из Университета Хьюстона пытается решить проблему дендритов, исследуя, как эти структуры растут на батареях.

Дендриты представляют собой остроконечные структуры, которые накапливаются на анодах батарей . Эти конструкции сокращают срок службы батарей, препятствуют их способности удерживать заряд и могут вызвать короткое замыкание в машинах, что может привести к угрозе безопасности, например возгоранию батарей .

«Понимая, как растут дендриты в батареях, мы можем найти химические и физические решения для предотвращения роста дендритов, что необходимо для разработки батарей следующего поколения», — сказал Сяонань Шань, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Калленского колледжа UH. инженерии.

Шан и его команда разработали «новую 3D-микроскопию на месте» для визуализации и изучения локализованных электрохимических сред и понимания того, где в батареях начинают формироваться дендриты. С помощью 3D-микроскопа, небольших камер и других технологий компьютерной обработки изображений Шан и его команда смогли геометрически изобразить, как в батарее первоначально развиваются дендриты.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.

«Это важно, потому что большинство исследователей батарей традиционно используют электрохимические измерения для измерения всей поверхности или внутренней части батареи, поэтому они не знают, что происходит внутри батареи», — сказал Шан, который является соответствующим автором статьи. Ведущим автором является аспирант по электротехнике и вычислительной технике Гуанся Фэн.

Он добавил, что большинство компаний, производящих батареи, уделяют особое внимание материалам при разработке батарей, поэтому новые материалы подчеркивают производительность.

«С помощью этого процесса производители теоретически могут создавать более производительные батареи, сосредоточив внимание на структурной конструкции батарей, которая препятствует росту дендритов », — отметил Шан.

Исследователи разрабатывают метод 3D-визуализации, чтобы понять, как формируются дендриты в батареях



Новости партнеров