Nghiên cứu
[ Đăng ngày (13/10/2021) ]
|
|
Khám phá "vùng chết" có thể mang lại thay đổi lớn cho pin silicon mật độ cao
|
|
|
Với tiềm năng chứa năng lượng gấp nhiều lần so với than chì, pin silicon là một đề xuất hấp dẫn đối với các nhà khoa học đang nghiên cứu về pin lithium thế hệ tiếp theo. Rắc rối là silicon không chịu được áp lực của quá trình chạy pin, nhưng thông qua những quan sát đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã có được những hiểu biết mới về lý do tại sao và khám phá ra manh mối về cách có thể xảy ra sự suy giảm nhanh chóng này được tránh.
|
Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tích hợp silicon vào pin lithium-ion hy vọng sẽ kết hợp hoặc thay thế hoàn toàn than chì được sử dụng làm thành phần cực dương, nơi nó có khả năng lưu trữ năng lượng gấp 10 lần. Tuy nhiên, vấn đề là khi pin được sạc và xả, silicon sẽ phồng lên và làm cho cực dương bị nứt, cuối cùng làm hỏng bất
Vì vậy, một số cách tiếp cận mới đã được áp dụng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kính hiển vi điện tử truyền qua sửa đổi để ghi lại hoạt động phân tử bên trong một pin lithium có cực dương silicon khi nó được sạc và xả. Điều này cho thấy rằng khi các ion liti rời đi tạo ra những khoảng trống này, chúng phát triển thành những khoảng trống lớn mà chất điện phân lỏng sau đó sẽ rửa sạch.
Điều này có tác động làm biến dạng cấu trúc chủ chốt ở rìa của cực dương được gọi là interphase chất điện ly rắn, khiến nó thâm nhập vào cực dương và hình thành ở những nơi mà nó không nên. Kết quả cuối cùng của việc này là tạo ra các "vùng chết" khiến cực dương không thể hoạt động. Các nhà khoa học nhận thấy quá trình này bắt đầu chỉ sau một chu kỳ pin, và đến 36 chu kỳ, khả năng tích điện của pin đã giảm đáng kể. Hiểu rõ hơn về chu kỳ hoạt động ở pin silicon giúp các nhà khoa học có những cách tiếp cận mới, mở ra cơ hội tạo ra pin giá rẻ và độ bền cao.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology. |
ntqnhu
|