La batterie rechargeable en aluminium a une durée de vie allant jusqu'à 10,000 XNUMX fois

Une équipe de chercheurs, dirigée par le doyen de Cornell et professeur d'ingénierie Lynden Archer, ont annoncé avoir trouvé un nouveau matériau plus rentable pour les cellules électrochimiques qui utilisent de l'aluminium ou du zinc comme anode. Et il a été démontré que la nouvelle technologie incorporant de l'aluminium peut produire des batteries rechargeables pouvant fournir jusqu'à 10,000 XNUMX cycles sans erreur, résolvant le problème de la croissance des dendrites dans les batteries en alliage d'aluminium à haute capacité. Cliquez ici vous pouvez trouver un boîtier pour protéger votre instrument à batterie.

Il existe un grave problème de croissance des dendrites dans les batteries en alliage d'aluminium haute capacité précédentes, ce qui peut entraîner un court-circuit de la batterie, une perte de capacité et d'autres problèmes.

Zheng Jingxu et collaborateurs, en concevant la géométrie et la chimie de surface du substrat, et en induisant un dépôt uniforme de l'anode métallique en aluminium, peut éviter la croissance de dendrites dans les batteries en alliage d'aluminium dans des conditions de cyclage à courant élevé et à haute capacité.

En même temps, sur la surface du substrat en fibre de carbone, l'aluminium métallique formera une liaison "aluminium-oxygène-carbone", formant ainsi une couche de dépôt très uniforme, qui permet enfin à l'anode métallique d'avoir un haut degré de réversibilité de plus de 99% et jusqu'à 3600h de stabilité cyclique.

L'un des avantages de l'aluminium est qu'il est abondant dans la croûte terrestre, trivalent et léger, il a donc une capacité de stockage d'énergie supérieure à celle de nombreux autres métaux.

Toutefois, aluminium est difficile à intégrer dans les électrodes des batteries. Parce qu'il réagit chimiquement avec le séparateur en fibre de verre, si un séparateur en fibre de verre est utilisé pour séparer physiquement l'anode et la cathode, la cellule court-circuitera et tombera en panne en raison de la réaction chimique.

La solution des chercheurs consistait à concevoir un substrat en fibre de carbone entrelacé qui forme des liaisons chimiques plus fortes avec l'aluminium. Lorsque la batterie est chargée, l'aluminium se dépose dans la structure du carbone par liaison covalente, c'est-à-dire partage de paires d'électrons entre les atomes d'aluminium et de carbone.

Alors que les électrodes des batteries rechargeables conventionnelles ne sont que bidimensionnelles, cette technologie utilise une structure tridimensionnelle (ou non plane) qui permet des couches d'aluminium plus profondes et plus cohérentes qui peuvent être contrôlées avec précision.

Dans des conditions pratiques, Les batteries à anode en aluminium peuvent être chargées et déchargées de manière réversible d'un ou plusieurs ordres de grandeur de plus que les autres batteries rechargeables en aluminium.

La méthode utilise principalement des forces motrices chimiques pour favoriser le dépôt uniforme d'aluminium dans les vides de la structure 3D. De plus, cette nouvelle électrode a une épaisseur plus élevée et réagit beaucoup plus rapidement que les autres électrodes.

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