アルミニウム充電式バッテリーのサイクル寿命は最大 10,000 回です

コーネル大学の学部長で工学部のリンデン・アーチャー教授が率いる研究者チームは、 は、アルミニウムまたは亜鉛をアノードとして使用する電気化学セル用の、より費用対効果の高い新しい材料を発見したと発表しました。. また、アルミニウムを組み込んだ新しい技術により、最大 10,000 回のエラーのないサイクルを提供できる充電式バッテリーを製造できることが実証されており、大容量アルミニウム合金バッテリーのデンドライト成長の問題が解決されます。 ここをクリック バッテリー機器を保護するためのエンクロージャーを見つけることができます。

以前の大容量アルミニウム合金電池には、深刻なデンドライト成長の問題があり、電池の短絡、容量低下、およびその他の問題につながる可能性があります。

Zheng Jingxuと協力者、 基板の形状と表面化学を設計し、アルミニウム金属陽極の均一な堆積を誘導することにより、高電流および高容量のサイクリング条件下でのアルミニウム合金電池の樹枝状突起の成長を回避できます。

同時に、炭素繊維基材の表面では、金属アルミニウムが「アルミニウム-酸素-炭素」結合を形成し、それによって非常に均一な堆積層が形成されます。 最終的に、金属アノードは 99% 以上の高度な可逆性と最大 3600 時間のサイクル安定性を持つことができます。.

アルミニウムの利点の XNUMX つは、地殻に豊富に存在し、XNUMX 価で軽量であるため、他の多くの金属よりも高いエネルギー貯蔵能力を備えていることです。

しかしながら、 アルミニウム 電池の電極に組み込むのは難しい. ガラス繊維セパレーターと化学反応するため、ガラス繊維セパレーターを使用してアノードとカソードを物理的に分離すると、化学反応によりセルがショートして故障します。

研究者の解決策は、アルミニウムとのより強い化学結合を形成する織り合わせた炭素繊維基板を設計することでした。 バッテリーが充電されると、共有結合、つまりアルミニウム原子と炭素原子の間で共有される電子対によって、アルミニウムが炭素構造に堆積します。.

従来の充電式電池の電極は XNUMX 次元のみでしたが、この技術では XNUMX 次元 (または非平面) 構造を使用して、細かく制御できるアルミニウムのより深く、より一貫した層を可能にします。

実際の条件下では、 アルミニウム アノード電池は、他のアルミニウム充電式電池よりも XNUMX 桁以上、可逆的に充電および放電できます。

この方法は、主に化学的推進力を利用して、3D構造の空隙へのアルミニウムの均一な堆積を促進します。 また、この新しい電極は厚みが大きく、他の電極よりもはるかに速く反応します。

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