Neue Forschungsergebnisse tragen zur Lösung des Problems explodierender Lithium-Ionen-Batterien bei

Eine Forschungsgruppe der Cornell University (New York, USA) hat soeben einen wichtigen Artikel über die Entwicklung einer Lösung zur Verhinderung von Lithium-Ionen-Batterieexplosionen veröffentlicht.

Laut einem in der Zeitschrift Science der American Chemical Society veröffentlichten Artikel hat das Forschungsteam einen neuen Typ poröser Kristalle entwickelt, der Lithiumionen-Elektrolyte effizient absorbieren und transportieren kann.

Die Explosion von Lithium-Ionen-Batterien ist heutzutage ein Grund zur Besorgnis.

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Unter der Leitung von Assistenzprofessor Yu Zhong zielt das Projekt darauf ab, das Problem der Dendritenbildung in Lithium-Ionen-Batterien zu lösen. Dendriten sind dünne, leitfähige Fasern, die sich häufig im Inneren von Lithium-Ionen-Batterien bilden und dadurch die Alterung der Batteriezellen beschleunigen und potenziell Brände verursachen können.

Lithium-Ionen-Batterien sicherer machen

Allein in Australien werden jährlich über 10.000 Brände registriert, die durch Lithium-Ionen-Batterien verursacht werden. Dies zeigt, wie wichtig der Umgang mit diesen Materialien für die allgemeine Sicherheit ist.

Um sicherere Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln, entwarf das Team einen neuen Kristall mit hoher Porosität, der es Ionen ermöglicht, sich widerstandsfrei durch eindimensionale Nanokanäle zu bewegen. Hauptautor Yuzhe Wang erklärte, dass sie zwei ungewöhnliche Molekülstrukturen – Makrozyklen und Molekülkäfige – als Bausteine ​​für den porösen Kristall kombinierten. „Dadurch erhält der Kristall einen großen Raum für die Ionenspeicherung und miteinander verbundene Kanäle für den Ionentransport“, so Wang.

Laut Zhong bietet der neue Kristall einen „idealen Weg für den Ionentransport“ und ermöglicht eine rekordverdächtige Leitfähigkeit für Festkörper-Lithiumionen-leitende Elektrolyte. Das Team hat wichtige Erkenntnisse darüber gewonnen, warum diese Struktur so effektiv Ionen transportiert und eine so hohe Leitfähigkeit erreicht.

Neben der Verbesserung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien bietet das Material auch Potenzial für Anwendungen bei der Trennung von Ionen und Molekülen in der Wasseraufbereitung sowie bei der Entwicklung von gemischt ionen-elektronenleitenden Strukturen für bioelektronische Schaltungen und Sensoren.

Quelle: https://thanhnien.vn/nghien-cuu-moi-giup-giai-quyet-van-de-pin-lithium-ion-chay-no-185241107093815719.htm