เมื่อเร็ว ๆ นี้ Fang Qianfeng นักวิจัยที่สถาบันแรงเสียดทานภายในและข้อบกพร่องที่มั่นคงสถาบันฟิสิกส์แข็งสถาบันวิทยาศาสตร์วัสดุ Hefei สถาบันวิทยาศาสตร์ของจีนได้ออกแบบแบตเตอรี่ของรัฐที่มีโครงสร้างแบบไม่สมมาตรเพื่อศึกษาการสะสมและการถ่ายโอน ลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่โซลิดสเตต กลไกการเจริญเติบโตและการปราบปรามของลิเธียม dendrites ในแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญ ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวารสารแหล่งพลังงานที่มีชื่อ "การเจริญเติบโตของ intragranular และกลไกการกระจายอย่างสม่ำเสมอของ LI Metal ใน LI7LA3ZR2OO12 อิเล็กโทรไลต์"
การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตแบตเตอรี่ฟรีแบตเตอรี่ มีความหนาแน่นพลังงานสูงเสถียรภาพที่แข็งแกร่งและอายุการใช้งานที่ยาวนานและใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์และมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการใช้อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ไวไฟใน แบตเตอรี่ LIFEPO4 เชิงพาณิชย์เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสถานะที่มีอุณหภูมิสูง, ลัดวงจร, ค่าใช้จ่ายมากเกินไปหรือความเสียหายทางกายภาพก็มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิด ดังนั้นการใช้อิเล็กโทรไลต์ของแข็งอนินทรีย์ที่ไม่ติดไฟแทนอิเล็กโทรไลต์เหลวเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการแก้ปัญหาความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม อย่างไรก็ตามเนื่องจากลิเธียมไอออนเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติของ dendritic lithium dendrites ในระหว่างการสะสมของอิเล็กโทรดเชิงลบโครงสร้างที่คมชัดของพวกเขามีแนวโน้มที่จะเจาะตัวแยกทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจรและวางอันตรายต่อความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้นการใช้อิเล็กโทรไลต์ของแข็งอนินทรีย์แทนที่จะเป็นอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ของเหลวและยับยั้งการเจริญเติบโตของลิเธียม dendrites ในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อยสามารถแก้ปัญหาความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ดีขึ้นและเข้าใจการสะสมและการถ่ายโอนลิเธียม ไอออน .
เพื่อจุดประสงค์นี้แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มีโครงสร้างแบบอสมมาตรถูกสร้างขึ้นโดยการสร้างอิเล็กโทรดโลหะลิเธียมทั้งสองด้านของอิเล็กโทรไลต์ตั้งฉากซึ่งกันและกัน (รูปที่ 1A) และการขนส่งลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ถูกอนุมานโดยการสังเกตรัฐ ของการสะสมของลิเธียมในกระบวนการอิเล็กโทรไลต์ ในเวลาเดียวกันเลเยอร์อะตอม Au ถูกสปัตเตอร์ในพื้นที่ส่วนกลางของชั้นผิวอิเล็กโทรไลต์และเมื่อเทียบกับพื้นที่ของชั้นอะตอม Au ที่ไม่มีข้อเสนอ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าสถานะการกระจายอิเล็กตรอนของชั้นพื้นผิวอิเล็กโทรไลต์ส่งผลโดยตรงต่อเส้นทางการส่งผ่านของลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ (รูปที่ 1B) เพื่อให้ลิเธียมไอออนจากพื้นผิวด้านบนของอิเล็กโทรไลต์ถูกขนส่งอย่างแตกต่างกันในอิเล็กโทรไลต์ การวิเคราะห์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าในพื้นที่สปัตเตอร์ Au ที่ไม่มีข้อเสนอการสะสมของลิเธียมไอออนแสดงให้เห็นว่าการกระจายและการกระจายที่ผิดปกติ (พื้นที่ด้านซ้ายในกรอบสีน้ำเงินในรูปที่ 1A) ซึ่งจะทำให้เกิดการเจริญเติบโตของลิเธียม dendrites และทำให้เกิดวงจรลัดวงจร ในพื้นที่ที่ชั้นอะตอมของ Au ถูกสปัตเตอร์การสะสมของลิเธียมไอออนจะปรากฏเป็นการกระจายอนุภาคทรงกลมสม่ำเสมอ (พื้นที่ในกรอบสีแดงและพื้นที่ด้านขวาในกรอบสีน้ำเงินในรูปที่ 1A) ซึ่งยับยั้งลิเธียมไอออนที่เกิดจากได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเติบโตของลิเธียม dendrites การพัฒนางานนี้ให้พื้นฐานทางทฤษฎีและการทดลองสำหรับการปรับประสิทธิภาพของอินเทอร์เฟซและประสิทธิภาพความปลอดภัยของแบตเตอรี่ทั้งหมด
การวิจัยได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีนและมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติของจังหวัด Anhui