、より速いよりよい、より強い:ブーム行かない建物電池

リチウム イオン電池は改善された収蔵可能量のための信じられないい約束を保持しますが、揮発です。私達はすべて電話のリチウム イオン電池についてのニュース聞きました--とりわけサムスン ギャラクシー7--電話を火をつかまえるためにもたらすこと。

問題の多くは電池の中の可燃性液体の電解物の使用から起こります。1つのアプローチはリチウム金属の電極とともに非可燃性の固体電解物を使用することです。これは同時に火の可能性を減らしている間電池のエネルギーを高めます。

基本的に、行先はブーム行かない次世代のソリッド ステート電池を造っています。旅行は基本的にリチウムを理解することです。

「皆はちょうど電池のエネルギー蓄積の部品を見ています」、ミシガン州の科学技術大学で物質科学のエリック ハーバート、助教授および設計を言います。「非常に少数の研究グループは機械要素の理解に興味があります。しかしリチウムの機械特性自体が」。主難問であるかもしれないことを低い、私達発見しています見れば

ミシガン州の技術の研究者は材料の研究の社会およびケンブリッジ大学出版局が共同で出版する材料の研究のジャーナルの誘われた3ペーパー シリーズで今日出版される結果を用いるリチウムの基本的な理解を得ることにかなり貢献します。、ハーバートおよびスティーブンHackneyミシガン州の技術のすみれ色のThole、大学院生、オーク・リッジの国立研究所のナンシーDudneyおよび粉末や金および新しい材料の次世代電池の性能そして安全の制御のリチウムの機械行動の重大さに下線を引く分け前の結果のための国際的な高度の研究所のSudharshan Phaniと共に物質科学そして工学の教授。

氷結雪解け周期の損傷のコンクリートのように、リチウム樹枝状結晶は電池を傷つけます

リチウムはそれを不正に傾向があるようにする非常に反応金属です。しかしそれはまたエネルギーを貯えることで非常によいです。私達はできるだけすぐに満たして私達の電話に（およびコンピュータ、タブレットおよび他の電子デバイス）ほしくそう電池の製造業者は対圧力に直面します:非常にすぐに満たす陰極の間で充満および陽極をできるだけ速く渡す電池を作って下さい、および電池を繰り返し充満にもかかわらず信頼できるようにして下さい。

リチウムは非常に柔らかい金属ですが、組操作の間に予想通りしません。リチウムの顕微鏡指の電池の結果を満たし、排出することの間に紛糾して起こる圧力の高まりは既存および不可避の顕微鏡の欠陥を満たすために樹枝状結晶を呼びました--溝、気孔および傷--リチウム陽極と固体電解物の分離器間のインターフェイス。

継続的循環の間に、これらの樹枝状結晶は物理的に陽極および陰極を分ける固体電解物の層方法をに、結局強制。樹枝状結晶が陰極に達すれば、装置は、頻繁に破局的にショートし、壊れます。リチウムがソリッド ステート電池を満たし、排出することの間に自然に成長する圧力をいかにの軽減するかハーバートおよびHackneyの研究の焦点。

ミクロ以下の長さのリチウムの驚くべき行動が量る作業文書--最も小さいリチウムにあくことおよび恐らく間違いなくほとんどの酔う属性。金属を変形させるためにダイヤモンドひっくり返された調査が付いているリチウム フィルムを字下がりにすることによって研究者は金属が圧力にいかに反応するか探検します。結果はCal Tech.で研究者が今年初めに報告する小型長のスケールでリチウムの予想に反して高力を確認します。

高力リチウムの就任の、機械説明の提供によるその研究のハーバートおよびHackneyの造り意外にも。

自身の原子かイオンを陽極から成り立つリチウム イオンの整理で研究者どれだけ速くと電池が満たされ、排出されるか（関連しているかどれがリチウムが変形する速度）の重要性を、また欠陥および偏差の効果に示されている圧子の先端によって課される圧力を軽減するために拡散させるか、または再配列するリチウムの能力。

リチウムの行動を理解するあくこと

記事で「高純度の蒸気のNanoindentationはリチウム フィルムを沈殿させました:弾性率は」、研究者リチウム イオンの物理的なオリエンテーションの変更を反映するためにリチウムの伸縮性がある特性を測定します。これらの結果はすべての未来のシミュレーションの仕事に組み込むリチウムのオリエンテーション依存した伸縮性がある特性の必要を強調します。ハーバートおよびHackneyはまたリチウムは長々と量る500ナノメーター以下熱に力学的エネルギーを変形させる高められた機能があるかもしれないことを示す実験的証拠を提供します。

続く記事では、「高純度の蒸気のNanoindentationはリチウム フィルムを沈殿させました:」ハーバートおよびHackney拡散仲介された流れ高力、文書のリチウムの機械論的な合理化は非常に長々と500ナノメーター以下量り、圧力を管理するリチウムの能力が材料が変形する率および拡散によっていかに制御されるか説明することを向ける元のフレームワークを提供します。

最後に、「高純度の蒸気のNanoindentationでリチウム フィルムを沈殿させました:拡散からの転位仲介された流れへの転移の機械論的な合理化は」、著者リチウムが更に圧力を軽減する機能を促進する突然の転移を経る条件を説明する統計モデルを提供します。それらはまた電池の性能に直接リチウムの機械行動をつなぐモデルを提供します。

「私達はリチウムが界面欠陥と相応である圧力スケールをと」、ハーバート言う長々と軽減するメカニズムを理解することを試みています。この根本的な問題の私達の理解を改善することは直接金庫、長期および高レートの循環の性能を促進する安定したインターフェイスの開発を可能にします。

ハーバートを言います:「私は私達の仕事に次GEN記憶装置を発達させることを試みる方向人々の取得の重大な影響が」。あることを望みます