Ágrip
Lithium-ion rafhlöður (LIB) eru taldar vera ein mikilvægasta orkugeymslutækni.Eftir því sem orkuþéttleiki rafgeyma eykst verður rafhlöðuöryggi enn mikilvægara ef orkan losnar óviljandi.Slys sem tengjast eldi og sprengingum á LIB eiga sér stað oft um allan heim.Sumt hefur valdið alvarlegri ógn við mannslíf og heilsu og hefur leitt til fjölda innköllunar á vöru af framleiðendum.Þessi atvik eru áminning um að öryggi er forsenda rafgeyma og alvarleg vandamál þarf að leysa áður en framtíðarbeiting háorku rafhlöðukerfa verður notuð.Þessi endurskoðun miðar að því að draga saman grundvallaratriði uppruna LIB öryggismála og varpa ljósi á nýlegar lykilframfarir í efnishönnun til að bæta LIB öryggi.Við gerum ráð fyrir að þessi endurskoðun muni hvetja til frekari umbóta í rafhlöðuöryggi, sérstaklega fyrir nýjar LIBs með mikla orkuþéttleika.
UPPRUNI LIB ÖRYGGISMÁLA
Lífræni fljótandi raflausnin í LIBs er í eðli sínu eldfimur.Ein skelfilegasta bilun LIB kerfis er hitauppstreymi, sem er talin helsta orsök öryggisvanda rafhlöðunnar.Almennt séð á sér stað hitauppstreymi þegar útverma viðbrögð fara úr böndunum.Þegar hitastig rafhlöðunnar hækkar í yfir ~80°C eykst útverma efnahvarfshraðinn inni í rafhlöðunum og hitar frumuna enn frekar, sem leiðir til jákvæðrar endurgjafarlotu.Stöðugt hækkandi hitastig getur valdið eldsvoða og sprengingum, sérstaklega fyrir stóra rafhlöðupakka.Þess vegna getur skilningur á orsökum og ferlum hitauppstreymis leiðbeint hönnun hagnýtra efna til að bæta öryggi og áreiðanleika LIBs.Hægt er að skipta hitauppstreymiferlinu í þrjú stig, eins og dregið er saman íMynd 1.
Mynd 1 Þrjú stig fyrir hitauppstreymi.
Stig 1: Upphaf ofþenslu.Rafhlöðurnar breytast úr eðlilegu ástandi í óeðlilegt ástand og innra hitastigið fer að hækka.Stig 2: Hitasöfnun og gaslosunarferli.Innra hitastig hækkar hratt og rafhlaðan verður fyrir úthitaviðbrögðum.Stig 3: Bruni og sprenging.Eldfimi raflausnin kviknar, sem leiðir til elds og jafnvel sprenginga.
Upphaf ofþenslu (stig 1)
Hitahlaup byrjar frá ofhitnun rafhlöðukerfisins.Upphafleg ofhitnun getur átt sér stað vegna þess að rafhlaðan er hlaðin umfram hönnuð spennu (ofhleðsla), útsetningu fyrir of háu hitastigi, ytri skammhlaup vegna gallaðra raflagna eða innri skammhlaups vegna galla í frumu.Meðal þeirra er innri skammhlaup aðalástæðan fyrir hitauppstreymi og er tiltölulega erfitt að stjórna.Innri skammstöfun getur átt sér stað við aðstæður þar sem frumu krampar, eins og utanaðkomandi málmrusl kemst inn;ökutækisárekstur;myndun litíumdendríts við hleðslu með mikilli straumþéttleika, við ofhleðsluskilyrði eða við lágt hitastig;og gallaðar skiljur sem myndast við samsetningu rafgeyma, svo eitthvað sé nefnt.Til dæmis, í byrjun október 2013, lenti Tesla bíll nálægt Seattle á málmrusli sem gat farið í gegnum skjöldinn og rafhlöðupakkann.Ruslið fór í gegnum fjölliðaskiljurnar og tengdi beint bakskautið og rafskautið, sem olli skammhlaupi í rafhlöðunni og kviknaði í;árið 2016, voru Samsung Note 7 rafhlöðubrunarnir vegna ofurþunnu skiljunnar sem var auðveldlega skemmdur af utanaðkomandi þrýstingi eða suðubrotum á jákvæðu rafskautinu, sem olli skammhlaupi í rafhlöðunni.
Á stigi 1 breytist rekstur rafhlöðunnar úr eðlilegu ástandi í óeðlilegt ástand og öll vandamálin sem talin eru upp hér að ofan munu valda því að rafhlaðan ofhitnar.Þegar innra hitastig fer að hækka lýkur 1. þrepi og 2. þrepi hefst.
Hitasöfnun og gaslosunarferli (stig 2)
Þegar stig 2 hefst hækkar innri hiti fljótt og rafhlaðan verður fyrir eftirfarandi viðbrögðum (þessi viðbrögð eiga sér stað ekki í nákvæmri tiltekinni röð; sum þeirra geta átt sér stað samtímis):
(1) Solid electrolyte interphase (SEI) niðurbrot vegna ofhitnunar eða eðlisfræðilegs gegnumbrots.SEI lagið samanstendur aðallega af stöðugum (eins og LiF og Li2CO3) og metstable [eins og fjölliðum, ROCO2Li, (CH2OCO2Li)2 og ROLi] íhlutum.Hins vegar geta metstöðugleikar efnisþættirnir brotnað niður útverma við u.þ.b. >90°C og losað eldfimar lofttegundir og súrefni.Tökum (CH2OCO2Li)2 sem dæmi
(CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+CO2+0,5O2
(2) Með niðurbroti SEI safnast hitastigið upp og litíummálmur eða innskot litíum í rafskautinu hvarfast við lífrænu leysiefnin í raflausninni og losar um eldfimar kolvetnislofttegundir (etan, metan og fleira).Þetta er útverma hvarf sem keyrir hitastigið upp enn frekar.
(3) HvenærT> ~130°C, pólýetýlen (PE)/pólýprópýlen (PP) skiljarinn byrjar að bráðna, sem versnar enn frekar og veldur skammhlaupi milli bakskautsins og rafskautsins.
(4) Að lokum veldur hiti niðurbroti litíum málmoxíð bakskautsefnisins og leiðir til losunar súrefnis.Taktu LiCoO2 sem dæmi, sem getur brotnað niður frá ~180°C sem hér segir
Niðurbrot bakskautsins er einnig mjög útvarma, sem eykur hitastig og þrýsting enn frekar og þar af leiðandi flýtir fyrir viðbrögðum enn frekar.
Á stigi 2 hækkar hitastigið og súrefni safnast fyrir í rafhlöðum.Hitaflugsferlið heldur áfram frá stigi 2 til 3. stigs um leið og nægilegt súrefni og hiti hefur safnast fyrir rafhlöðubrennslu.
Bruni og sprenging (þrep 3)
Á þrepi 3 byrjar brennsla.Raflausnir LIB eru lífrænar, sem eru nánast alhliða samsetningar hringlaga og línulegra alkýlkarbónata.Þeir hafa mikla sveiflu og eru í eðli sínu mjög eldfimar.Með því að taka almennt notaða karbónat salta [blönduna af etýlenkarbónati (EC) + dímetýlkarbónati (DMC) (1:1 miðað við þyngd)] sem dæmi, sýnir það gufuþrýsting upp á 4,8 kPa við stofuhita og mjög lágan blossamark 25° ± 1°C við 1,013 bar loftþrýsting.Súrefnið og hitinn sem losnar á stigi 2 veita nauðsynleg skilyrði fyrir brennslu eldfimra lífrænna raflausna og veldur þar með elds- eða sprengihættu.
Á 2. og 3. stigum eiga sér stað útverma viðbrögð við nær-adíabatískar aðstæður.Þannig er hröðunarhraða hitaeiningamæling (ARC) mikið notuð tækni sem líkir eftir umhverfinu inni í LIBs, sem auðveldar skilning okkar á hitauppstreymi hvarfsins.Mynd 2sýnir dæmigerða ARC feril LIB sem skráð var við hitauppstreymisprófanir.Með því að líkja eftir hitahækkunum á stigi 2, eykur ytri hitagjafi rafhlöðuhitastigið upp í upphafshitastig.Yfir þessu hitastigi brotnar SEI niður, sem mun kalla fram fleiri útverma efnahvörf.Að lokum mun skiljarinn bráðna.Sjálfhitunarhraðinn mun aukast á eftir, sem leiðir til hitauppstreymis (þegar sjálfhitunarhraði er >10°C/mín.) og raflausnabrennslu (þriðju þrep).
Forskautið er mesocarbon örperlu grafít.Bakskautið er LiNi0.8Co0.05Al0.05O2.Raflausnin er 1,2 M LiPF6 í EC/PC/DMC.Notuð var Celgard 2325 þriggja laga skilju.Lagað með leyfi frá Electrochemical Society Inc.
Það skal tekið fram að viðbrögðin sem sýnd eru hér að ofan eiga sér stað ekki hvert af öðru í tiltekinni röð.Þau eru frekar flókin og kerfisbundin mál.
EFNI MEÐ BÆTTU RAFHLJUÖRYGGI
Byggt á skilningi á hitauppstreymi rafhlöðu er verið að rannsaka margar aðferðir, með það að markmiði að draga úr öryggisáhættu með skynsamlegri hönnun rafhlöðuíhluta.Í köflum á eftir tökum við saman mismunandi efnisaðferðir til að bæta rafhlöðuöryggi, leysa vandamál sem samsvara mismunandi hitauppstreymi.
Til að leysa vandamálin á stigi 1 (upphaf ofhitnunar)
Áreiðanleg rafskautsefni.Li dendrite myndun á rafskaut LIB byrjar fyrsta stig hitauppstreymis.Þrátt fyrir að þetta vandamál hafi verið létt á rafskautum LIBs í atvinnuskyni (td kolefnisformuð forskaut), hefur Li dendrite myndun ekki verið algjörlega hindruð.Til dæmis, í viðskiptalegum LIBs, á sér stað dendrítútfelling helst við grafít rafskautsbrúnir ef rafskautin og bakskautin eru ekki vel pöruð.Að auki geta óviðeigandi rekstrarskilyrði LIB einnig leitt til útfellingar Li-málms með dendritvexti.Það er vel þekkt að dendrit getur auðveldlega myndast ef rafhlaðan er hlaðin (i) við mikinn straumþéttleika þar sem útfelling Li málms er hraðari en útbreiðsla Li jóna í magngrafítinu;(ii) við ofhleðsluskilyrði þegar grafít er oflitað;og (iii) við lágt hitastig [til dæmis umhverfishitastig (~0°C)], vegna aukinnar seigju fljótandi raflausnarinnar og aukins Li-ion dreifingarþols.
Frá sjónarhóli efniseiginleika er rótaruppruninn sem ákvarðar upphaf Li dendrite vaxtar á rafskautinu óstöðugur og ójafnvægur SEI, sem veldur ójafnri staðbundinni straumdreifingu.Raflausnahlutir, sérstaklega aukefni, hafa verið rannsökuð til að bæta SEI einsleitni og útrýma Li dendrite myndun.Dæmigert aukefni innihalda ólífræn efnasambönd [til dæmis CO2, LiI, osfrv.] og lífræn efnasambönd sem innihalda ómettuð kolefnistengi eins og vínýlenkarbónat og maleimíð aukefni;óstöðugar hringlaga sameindir eins og bútýrólaktón, etýlen súlfít og afleiður þeirra;og flúoruð efnasambönd eins og flúoretýlenkarbónat, meðal annarra.Jafnvel á milljónahlutum geta þessar sameindir enn bætt SEI formgerð, þannig einsleitt Li-jónaflæðið og útrýmt möguleikanum á Li-dendrite myndun.
Á heildina litið eru Li dendrite áskoranirnar enn til staðar í grafít- eða kolefnisforskautum og kísil/SiO sem innihalda næstu kynslóðar forskaut.Að leysa vandamálið um Li-dendritvöxt er áskorun sem er mikilvæg fyrir aðlögun háorkuþéttleika Li-jón efnafræði í náinni framtíð.Það skal tekið fram að nýlega hefur töluverð viðleitni verið lögð í að leysa vandamálið um Li-dendrítmyndun í hreinum Li-málmskautum með því að gera Li-jónaflæðið einsleitt meðan á Li-útfellingu stendur;td hlífðarlagshúðun, gervi SEI verkfræði, osfrv. Í þessum þætti gætu sumar aðferðirnar hugsanlega varpað ljósi á hvernig eigi að takast á við vandamálið varðandi kolefnisskaut í LIBs líka.
Fjölnota vökva raflausnir og skiljur.Vökva raflausnin og skiljarinn gegna lykilhlutverki við að aðskilja háorku bakskautið og rafskautið líkamlega.Þannig geta vel hönnuð fjölvirk raflausnir og skiljur verndað rafhlöðurnar verulega á fyrstu stigum hitauppstreymis rafhlöðunnar (stigi 1).
Til að vernda rafhlöður fyrir vélrænni mulning hefur vökvalausn sem þykkir klippingu verið fengin með því að bæta einfaldri kísilgufu við karbónat salta (1 M LiFP6 í EC/DMC).Við vélrænan þrýsting eða högg sýnir vökvinn þykknunaráhrif með klippingu með aukinni seigju og dreifir því höggorkunni og sýnir þol gegn mulningi (Mynd 3A)
Mynd 3 Aðferðir til að leysa vandamálin á 1. stigi.
(A) Skúfþykknandi raflausn.Efst: Fyrir venjulegan raflausn geta vélræn áhrif leitt til skammstöfunar í rafhlöðunni, sem veldur eldi og sprengingum.Neðst: Nýja snjalla raflausnin með skurðþykknandi áhrifum við þrýsting eða högg sýnir framúrskarandi þol gegn mulningi, sem gæti verulega bætt vélrænt öryggi rafhlaðna.(B) Tvívirkir skiljur til að greina snemma litíum dendrites.Dendrítmyndun í hefðbundinni litíum rafhlöðu, þar sem litíum dendrite kemst í gegnum skiljuna aðeins þegar rafhlaðan bilar vegna innri skammhlaups.Til samanburðar má nefna litíum rafhlöðu með tvívirkri skilju (sem samanstendur af leiðandi lagi á milli tveggja hefðbundinna skilja), þar sem ofvaxið litíum dendrít kemst í gegnum skiljuna og kemst í snertingu við leiðandi koparlagið, sem leiðir til falls íVCu−Li, sem þjónar sem viðvörun um yfirvofandi bilun vegna innri skammhlaups.Hins vegar er full rafhlaðan áfram örugg í notkun með möguleika sem ekki eru núll.(A) og (B) eru aðlöguð eða afrituð með leyfi frá Springer Nature.(C) Þriggja laga skiljari til að neyta hættulegra Li dendrites og lengja endingu rafhlöðunnar.Vinstri: Litíum rafskaut geta auðveldlega myndað dendritic útfellingar, sem geta smám saman stækkað og komist í gegnum óvirka fjölliða skiljuna.Þegar dendrítarnir loksins tengja bakskautið og rafskautið er rafhlaðan skammhlaupin og bilar.Hægri: Lagi af kísilnanóögnum var sett saman með tveimur lögum af fjölliðaskiljum í verslun.Þess vegna, þegar litíum dendrites vaxa og komast í gegnum skiljuna, munu þeir snerta kísil nanóagnirnar í samloka laginu og verða rafefnafræðilega neytt.(D) Skanna rafeindasmásjá (SEM) mynd af kísil nanóögnum samloka skilju.(E) Dæmigert spennu á móti tímasniði Li/Li rafhlöðu með hefðbundnum skilju (rauðum feril) og kísil nanóagna samloka þrílaga skilju (svartur ferill) prófuð við sömu aðstæður.(C), (D) og (E) eru afrituð með leyfi frá John Wiley og sonum.(F) Skýringarmynd af aðferðum redoxskutlaaukefna.Á ofhlaðin bakskautyfirborði er redoxaukefnið oxað í form [O], sem í kjölfarið myndi minnka aftur í upprunalegt ástand sitt [R] á yfirborði rafskautsins með dreifingu í gegnum raflausnina.Rafefnafræðilegri hringrás oxunar-dreifingar-minnkunar-dreifingar er hægt að viðhalda endalaust og læsir þar af leiðandi bakskautsgetu frá hættulegri ofhleðslu.(G) Dæmigerð efnafræðileg uppbygging redoxskutlaaukefna.(H) Vélbúnaður stöðvunar ofhleðsluaukefna sem geta rafefnafræðilega fjölliðað við mikla möguleika.(I) Dæmigerð efnafræðileg uppbygging lokunar ofhleðsluaukefna.Vinnslumöguleikar aukefnanna eru skráðir undir hverja sameindabyggingu í (G), (H) og (I).
Skiljarar geta einangrað bakskautið og rafskautið rafrænt og gegnt mikilvægu hlutverki við að fylgjast með heilsufari rafhlöðu á staðnum til að koma í veg fyrir frekari rýrnun fram yfir 1. stig. Til dæmis, „tvívirkur skiljur“ með fjölliða-málm-fjölliða þriggja laga stillingu (Mynd 3B) getur veitt nýja spennuskynjunaraðgerð.Þegar dendrit vex út og nær millilaginu mun það tengja saman málmlagið og rafskautið þannig að skyndilegt spennufall á milli þeirra má greina strax sem úttak.
Fyrir utan uppgötvun var þrílaga skilju hannaður til að neyta hættulegra Li dendrites og hægja á vexti þeirra eftir að hafa farið í gegnum skiljuna.Lag af kísil nanóögnum, samloka með tveimur lögum af pólýólefínskiljum til sölu (Mynd 3, C og D), geta neytt hvers kyns hættulegra Li dendrites sem eru í gegn og þannig bætt öryggi rafhlöðunnar á skilvirkan hátt.Líftími verndar rafhlöðunnar lengdist umtalsvert um það bil fimmfalt samanborið við það sem er með hefðbundnar skiljur (Mynd 3E).
Ofhleðsluvörn.Ofhleðsla er skilgreind sem að hlaða rafhlöðu umfram hönnuð spennu.Ofhleðsla gæti komið af stað af miklum sértækum straumþéttleika, árásargjarnum hleðslusniðum osfrv., Sem getur valdið ýmsum vandamálum, þar á meðal (i) útfellingu Li málms á rafskautið, sem hefur alvarleg áhrif á rafefnafræðilega frammistöðu og öryggi rafhlöðunnar;(ii) niðurbrot bakskautsefnisins, sem losar súrefni;og (iii) niðurbrot á lífræna raflausninni, sem losar varma og loftkennd afurðir (H2, kolvetni, CO, o.s.frv.), sem eru ábyrg fyrir hitauppstreymi.Rafefnafræðileg viðbrögð við niðurbrotið eru flókin, sum þeirra eru talin upp hér að neðan.
Stjarnan (*) gefur til kynna að vetnisgasið kemur frá frumefninu og skilur eftir hópa sem myndast við oxun karbónatanna við bakskautið, sem síðan dreifist til forskautsins til að minnka og mynda H2.
Á grundvelli munarins á virkni þeirra er hægt að flokka yfirhleðsluvörnaraukefni sem redox shuttle aukefni og lokunaraukefni.Hið fyrra verndar klefann gegn ofhleðslu afturkræf, en hið síðarnefnda stöðvar starfsemi klefans varanlega.
Redox skutlaaukefni virka með því að rafefnafræðilega shunta umframhleðslu sem sprautað er inn í rafhlöðuna þegar ofhleðsla á sér stað.Eins og sýnt er íMynd 3F, vélbúnaðurinn er byggður á afoxunaraukefni sem hefur oxunargetu örlítið lægri en raflausnaranúðarbrotið.Á ofhlaðin bakskautyfirborði er redoxaukefnið oxað í form [O], sem í kjölfarið myndi minnka aftur í upprunalegt ástand [R] á yfirborði rafskautsins eftir dreifingu í gegnum raflausnina.Eftir það getur minnkaða aukefnið dreift aftur til bakskautsins og rafefnafræðilegri hringrás „oxunar-dreifingar-minnkunar-dreifingar“ er hægt að viðhalda endalaust og læsir þar af leiðandi bakskautsgetu frá frekari hættulegri ofhleðslu.Rannsóknir hafa sýnt að afoxunargeta aukefnanna ætti að vera um það bil 0,3 til 0,4 V yfir getu bakskautsins.
Röð aukefna með vel sérsniðna efnafræðilega uppbyggingu og afoxunargetu hefur verið þróuð, þar á meðal málmlífræn málmósen, fenótíasín, þrífenýlamín, dímetoxýbensen og afleiður þeirra, og 2-(pentaflúorfenýl)-tetraflúoró-1,3,2-bensódíoxabóról (Mynd 3G).Með því að sérsníða sameindabyggingu er hægt að stilla aukefnisoxunargetu á yfir 4 V, sem er hentugur fyrir hröð þróun háspennu bakskautsefna og raflausna.Grunnhönnunarreglan felur í sér að lækka hæsta upptekna sameindasvigrúm aukefnisins með því að bæta við rafeindadrepandi staðgöngum, sem leiðir til aukningar á oxunargetu.Fyrir utan lífræn aukefni, sum ólífræn sölt, sem ekki aðeins geta virkað sem raflausnarsaltið heldur einnig geta þjónað sem redoxferla, eins og perflúoróboran klasa sölt [þ.e. litíum flúordodekaboröt (Li2B12F)xH12−x)], hafa einnig reynst dugleg redox skutlaaukefni.
Ofhleðsluaukefni fyrir lokun eru flokkur óafturkræfra yfirhleðsluaukefna.Þeir virka annaðhvort með því að losa gas við mikla styrkleika, sem aftur á móti virkjar straumrofabúnað, eða með varanlega rafefnafræðilegri fjölliðun við mikla möguleika til að stöðva rafhlöðuna áður en skelfilegar afleiðingar eiga sér stað (Mynd 3H).Dæmi um hið fyrrnefnda eru xylen, sýklóhexýlbensen og bífenýl, en dæmi um hið síðarnefnda eru bífenýl og önnur útskipt arómatísk efnasambönd (Mynd 3I).Neikvæð áhrif lokunaraukefna eru enn langtíma notkun og geymsluárangur LIBs vegna óafturkræfra oxunar þessara efnasambanda.
Til að leysa vandamálin á stigi 2 (hitasöfnun og gaslosunarferli)
Áreiðanleg bakskautsefni.Litíum umbreytingarmálmoxíð, eins og lagskipt oxíð LiCoO2, LiNiO2 og LiMnO2;spínel-gerð oxíðið LiM2O4;og polyanion gerð LiFePO4, eru almennt notuð bakskautsefni, sem þó hafa öryggisvandamál sérstaklega við háan hita.Meðal þeirra er ólívín uppbyggður LiFePO4 tiltölulega öruggur, sem er stöðugur upp að 400°C, en LiCoO2 byrjar að brotna niður við 250°C.Ástæðan fyrir auknu öryggi LiFePO4 er sú að allar súrefnisjónirnar mynda sterk samgild tengsl við P5+ til að mynda PO43− tetrahedral polyanions, sem koma á stöðugleika í öllu þrívíðu rammanum og veita aukinn stöðugleika samanborið við önnur bakskautsefni, þó enn hefur verið tilkynnt um rafhlöðuslys.Helstu öryggisáhyggjurnar stafa af niðurbroti þessara bakskautsefna við hærra hitastig og samtímis súrefnislosun, sem saman getur leitt til bruna og sprenginga, sem hefur alvarlega skerðingu á öryggi rafhlöðunnar.Til dæmis er kristalsbygging lagskiptu oxíðsins LiNiO2 óstöðug vegna tilvistar Ni2+, jónastærð þess er svipuð og Li+.Hinn afskekkti LixNiO2 (x< 1) hefur tilhneigingu til að breytast í stöðugri spínel-gerð fasa LiNi2O4 (spinel) og steinsalt-gerð NiO, með súrefni losað í fljótandi raflausn við um 200°C, sem leiðir til brennslu raflausna.
Töluverð viðleitni hefur verið gerð til að bæta hitastöðugleika þessara bakskautsefna með atómeyðingu og yfirborðshlífðarhúð.
Atóm lyfjanotkun getur verulega aukið hitastöðugleika lagskiptu oxíðefnanna vegna stöðugra kristalbygginga sem myndast.Hitastöðugleika LiNiO2 eða Li1.05Mn1.95O4 er hægt að bæta verulega með því að skipta Ni eða Mn að hluta út fyrir aðrar málmkatjónir, eins og Co, Mn, Mg og Al.Fyrir LiCoO2 getur innleiðing lyfja- og málmbandi þátta eins og Ni og Mn aukið upphafshitastig niðurbrots verulegaTdesember, en forðast einnig viðbrögð við raflausn við háan hita.Hins vegar fylgir aukning á hitastöðugleika bakskautsins almennt fórnir í tiltekinni getu.Til að leysa þetta vandamál hefur bakskautsefni með styrkingu halla fyrir endurhlaðanlegar litíum rafhlöður, byggt á lagskiptu litíum nikkel kóbalt manganoxíði, verið þróað (Mynd 4A).Í þessu efni hefur hver ögn Ni-ríkt miðstærð og Mn-ríkt ytra lag, með minnkandi Ni-styrk og vaxandi Mn og Co styrk þegar nálgast yfirborðið (Mynd 4B).Hið fyrra veitir mikla afkastagetu en hið síðarnefnda bætir hitastöðugleika.Sýnt var fram á að þetta nýja bakskautsefni bætir öryggi rafhlaðna án þess að skerða rafefnafræðilega frammistöðu þeirra (Mynd 4C).
Mynd 4 Aðferðir til að leysa vandamálin á stigi 2: Áreiðanleg bakskaut.
(A) Skýringarmynd af jákvæðri rafskautsögn með Ni-ríkum kjarna umkringd ytra lagi með styrkleikahalla.Hver ögn hefur Ni-ríkt miðlægt Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2 og Mn-ríkt ytra lag [Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2] með minnkandi Ni-styrk og vaxandi Mn og Co styrk þegar nálgast yfirborðið.Hið fyrra veitir mikla afkastagetu en hið síðarnefnda bætir hitastöðugleika.Meðalsamsetningin er Li(Ni0.68Co0.18Mn0.18)O2.Rafeindasmámynd af dæmigerðri ögn er einnig sýnd til hægri.(B) Niðurstöður röntgengeisla úr rafeindarannsóknum á endanlegu lithiated oxíði Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2.Smám saman styrkbreytingar Ni, Mn og Co í millilaginu eru augljósar.Niðurstyrkurinn minnkar og styrkurinn Co og Mn eykst í átt að yfirborðinu.(C) Differential scanning calormetry (DSC) spor sem sýna varmaflæði frá hvarfi raflausnarinnar við styrkleikastigsefni Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2, Ni-ríka miðlæga efnið Li(Ni0.8Co0.1Mn0. 1)O2, og Mn-ríka ytra lagið [Li(Ni0.46Co0.23Mn0.31)O2].Efnin voru hlaðin í 4,3 V. (A), (B) og (C) eru afrituð með leyfi frá Springer Nature.(D) Vinstri: Sendingarrafeindasmásjárskoðun (TEM) björtu sviðsmynd af AlPO4 nanóagnahúðuðu LiCoO2;orkudreifandi röntgengreining staðfestir Al og P íhlutina í húðunarlaginu.Hægri: TEM mynd í hárri upplausn sem sýnir AlPO4 nanóagnirnar (~3 nm í þvermál) í húðunarlaginu á nanóskala;örvarnar gefa til kynna viðmótið milli AlPO4 lagsins og LiCoO2.(E) Vinstri: Mynd af frumu sem inniheldur bert LiCoO2 bakskaut eftir 12-V ofhleðsluprófið.Klefan brann og sprakk við þá spennu.Til hægri: Mynd af frumu sem inniheldur AlPO4 nanóagna-húðaða LiCoO2 eftir 12-V ofhleðsluprófið.(D) og (E) eru afrituð með leyfi frá John Wiley og sonum.
Önnur aðferð til að bæta hitastöðugleika er að húða bakskautsefnið með þunnu hlífðarlagi af varma stöðugum Li+ leiðandi efnasamböndum, sem getur komið í veg fyrir beina snertingu bakskautsefna við raflausn og þannig dregið úr hliðarhvörfum og hitamyndun.Húðirnar geta verið annað hvort ólífrænar filmur [til dæmis ZnO , Al2O3, AlPO4 , AlF3 , osfrv.], sem geta leitt Li jónir eftir að hafa verið litíumað (Mynd 4, D og E), eða lífrænum filmum, eins og pólý(díallyldímetýlammoníumklóríði), hlífðarfilmum sem myndast af y-bútýrólaktónaaukefnum og fjölþátta aukefnum (sem samanstanda af vínýlenkarbónati, 1,3-própýlen súlfíti og dímetýlasetamíði).
Að kynna húðun með jákvæðum hitastuðli er einnig áhrifaríkt til að auka bakskautsöryggi.Til dæmis geta pólý(3-desýlþíófen)-húðuð LiCoO2 bakskaut slökkt á rafefnafræðilegum viðbrögðum og hliðarhvörfum þegar hitastigið hækkar allt að >80°C, þar sem leiðandi fjölliðalagið getur breyst hratt í mjög viðnámsástand.Húðun á sjálflokandi fáliðum með ofgreinóttum arkitektúr getur einnig virkað sem hitaviðkvæmt lokunarlag til að slökkva á rafhlöðunni frá bakskautshliðinni.
Hitaskiptanlegur straumsaflari.Lokun á rafefnafræðilegum viðbrögðum við hækkun rafhlöðuhita á stigi 2 getur á skilvirkan hátt komið í veg fyrir að hitastigið aukist enn frekar.Hröð og afturkræf hitasvörun fjölliðarofa (TRPS) hefur verið felld inn í straumsafnarann (Mynd 5A).TRPS þunn filman samanstendur af leiðandi grafenhúðuðum spiky nanostructured nikkel (GrNi) ögnum sem leiðandi fylliefni og PE fylki með stórum varmaþenslustuðli (α ~ 10−4 K−1).Samsettu fjölliða filmurnar sýna mikla leiðni (σ) við stofuhita, en þegar hitastigið nálgast skiptihitastigið (Ts), lækkar leiðnin innan 1 sekúndu um sjö til átta stærðargráður vegna stækkunar fjölliða rúmmáls, sem aðskilur leiðandi agnir og brýtur leiðandi brautir (Mynd 5B).Filman verður samstundis einangrandi og slítur þannig rafhlöðunni (Mynd 5C).Þetta ferli er mjög afturkræft og getur virkað jafnvel eftir marga ofhitnun án þess að skerða afköst.
Mynd 5 Aðferðir til að leysa vandamálin á 2. stigi.
(A) Skýringarmynd af hitarofabúnaði TRPS straumsafnarans.Örugg rafhlaðan er með einum eða tveimur straumsafnarum sem eru húðaðir með þunnu TRPS lagi.Það virkar venjulega við stofuhita.Hins vegar, ef um er að ræða háan hita eða mikinn straum, stækkar fjölliða fylkið og skilur þannig að leiðandi agnir, sem getur dregið úr leiðni hennar, aukið viðnám hennar til muna og slökkt á rafhlöðunni.Þannig er hægt að verja rafhlöðubygginguna án skemmda.Við kælingu minnkar fjölliðan og endurheimtir upprunalegu leiðandi leiðina.(B) Viðnámsbreytingar mismunandi TRPS filma sem fall af hitastigi, þar á meðal PE/GrNi með mismunandi GrNi hleðslu og PP/GrNi með 30% (v/v) hleðslu GrNi.(C) Afkastagetu yfirlit yfir örugga LiCoO2 rafhlöðu sem hjólar á milli 25°C og lokun.Afkastageta næstum núll við 70°C gefur til kynna fulla lokun.(A), (B) og (C) eru afritaðar með leyfi frá Springer Nature.(D) Skýringarmynd af smákúlu-undirstaða lokunarhugmynd fyrir LIBs.Rafskaut eru virkjuð með hitasvörunum örkúlum sem, yfir mikilvægu innri rafhlöðuhitastigi, gangast undir varmaskipti (bráðnun).Bráðnu hylkin hylja yfirborð rafskautsins, mynda jónískt einangrandi hindrun og loka rafhlöðunni.(E) Þunn og sjálfstandandi ólífræn samsett himna sem samanstendur af 94% súrálögnum og 6% stýren-bútadíen gúmmíi (SBR) bindiefni var útbúin með lausnarsteypuaðferð.Til hægri: Ljósmyndir sem sýna hitastöðugleika ólífrænu samsettu skiljunnar og PE skiljunnar.Skiljunum var haldið við 130°C í 40 mín.PE dróst verulega saman frá svæðinu með punktaðri ferningnum.Hins vegar sýndi samsett skiljan ekki augljósa rýrnun.Afritað með leyfi frá Elsevier.(F) Sameindabygging sumra fjölliða með hábræðsluhita sem skiljuefni með lágan háhita rýrnun.Efst: pólýímíð (PI).Miðja: sellulósa.Botn: pólý(bútýlen)tereftalat.(G) Vinstri: Samanburður á DSC litróf PI við PE og PP skilju;PI skiljarinn sýnir framúrskarandi hitastöðugleika við hitastig á bilinu 30° til 275°C.Til hægri: Stafrænar myndavélarmyndir sem bera saman vætanleika verslunarskilju og PI skilju sem er tilbúinn með própýlenkarbónat raflausn.Afritað með leyfi frá American Chemical Society.
Hitastöðvunarskiljur.Önnur aðferð til að koma í veg fyrir að rafhlöður fari varmahlaup á stigi 2 er að loka fyrir leiðnileið Li-jóna í gegnum skiljuna.Skiljur eru lykilþættir fyrir öryggi LIBs, þar sem þeir koma í veg fyrir beina rafsnertingu milli háorku bakskautsins og rafskautsefna á sama tíma og þeir leyfa jónaflutningi.PP og PE eru algengustu efnin, en þau hafa lélegan hitastöðugleika, með bræðslumark ~165° og ~135°C, í sömu röð.Fyrir LIB í atvinnuskyni hafa skiljur með PP/PE/PP þrílaga uppbyggingu þegar verið markaðssettar, þar sem PE er verndandi miðlag.Þegar innra hitastig rafhlöðunnar hækkar yfir mikilvægu hitastigi (~130°C), bráðnar gljúpa PE lagið að hluta, lokar filmuholunum og kemur í veg fyrir flæði jóna í fljótandi raflausninni, en PP lagið veitir vélrænan stuðning til að forðast innri skammhlaup .Að öðrum kosti er einnig hægt að ná hitaframkölluðu lokun á LIB með því að nota hitasvörunar PE eða paraffínvax örkúlur sem hlífðarlag rafhlöðuskautanna eða skiljanna.Þegar hitastig innra rafhlöðunnar nær mikilvægu gildi, bráðna örkúlurnar og húða rafskautið/skiljuna með ógegndræpri hindrun, stöðva Li-ion flutning og loka frumunni varanlega (Mynd 5D).
Skiljur með miklum hitastöðugleika.Til að bæta hitastöðugleika rafhlöðuskilja hafa tvær aðferðir verið þróaðar á undanförnum árum:
(1) Keramikbættar skiljur, framleiddar annaðhvort með beinni húðun eða vexti á yfirborði keramiklaga eins og SiO2 og Al2O3 á núverandi pólýólefínskiljuflötum eða með því að hafa keramikduft innbyggt í fjölliðuefnin (Mynd 5E), sýna mjög há bræðslumark og mikinn vélrænan styrk og hafa einnig tiltölulega mikla hitaleiðni.Sumar samsettar skiljur sem framleiddar eru með þessari stefnu hafa verið markaðssettar, svo sem Separion (viðskiptaheiti).
(2) Breyting á skiljuefnum úr pólýólefíni yfir í fjölliður með hábræðsluhita með litla rýrnun við hitun, svo sem pólýimíð, sellulósa, pólý(bútýlen)tereftalat og önnur hliðstæð pólý(esterar), er önnur áhrifarík aðferð til að bæta hitastöðugleikann. af skiljum (Mynd 5F).Til dæmis er pólýímíð hitastillandi fjölliða sem víða er litið á sem vænlegan valkost vegna framúrskarandi hitastöðugleika (stöðugleika yfir 400°C), góðs efnaþols, mikils togstyrks, góðs vætanleika raflausna og logavarnarþols (Mynd 5G).
Rafhlöðupakkar með kælivirkni.Hitastjórnunarkerfi á tækjakvarða sem virkjað er með loftrás eða vökvakælingu hafa verið notuð til að bæta afköst rafhlöðunnar og hægja á hitahækkunum.Að auki hafa fasabreytingarefni eins og paraffínvax verið samþætt í rafhlöðupakkana til að virka sem hitastýri til að stjórna hitastigi þeirra, þannig að forðast misnotkun hitastigs.
Til að leysa vandamálin í þrepi 3 (brennsla og sprenging)
Hiti, súrefni og eldsneyti, þekktur sem „eldþríhyrningur“, eru nauðsynleg innihaldsefni fyrir flesta elda.Með uppsöfnun hita og súrefnis sem myndast á stigum 1 og 2 mun eldsneytið (þ.e. mjög eldfimt raflausn) sjálfkrafa byrja að brenna.Að draga úr eldfimleika raflausnaleysanna er mikilvægt fyrir rafhlöðuöryggi og frekari stórfellda notkun LIBs.
Logavarnarefni.Gífurlegum rannsóknum hefur verið varið til þróunar á logavarnarefnum til að draga úr eldfimleika fljótandi salta.Flest logavarnarefni sem notuð eru í fljótandi raflausn eru byggð á lífrænum fosfórsamböndum eða lífrænum halógenuðum efnasamböndum.Þar sem halógen eru hættuleg umhverfinu og heilsu manna eru lífrænu fosfórsamböndin vænlegri tilefni sem logavarnarefni í aukefni vegna mikillar logavarnarhæfni þeirra og umhverfisvænni.Dæmigert lífræn fosfórsambönd innihalda trímetýlfosfat, trífenýlfosfat, bis(2-metoxýetoxý)metýlalýlfosfónat, tris(2,2,2-tríflúoretýl) fosfít, (etoxý)pentaflúorósýklótrífosfazen, etýlenetýlfosfat, osfrv.Mynd 6A).Almennt er talið að aðferðin fyrir logavarnaráhrif þessara efnasambanda sem innihalda fosfór sé efnafræðilegt róteindahreinsandi ferli.Við bruna geta fosfór-innihaldandi sameindirnar brotnað niður í fosfór-innihaldandi sindurefnategundir, sem geta síðan stöðvað stakeindir (til dæmis H og OH stakeindir) sem myndast við útbreiðslu keðjuverkunar sem bera ábyrgð á stöðugum bruna (Mynd 6, B og C).Því miður kemur minnkun eldfima með því að bæta við þessum fosfórinnihaldandi logavarnarefnum á kostnað rafefnafræðilegrar frammistöðu.Til að bæta þetta viðmið hafa aðrir vísindamenn gert nokkrar breytingar á sameindabyggingu þeirra: (i) hlutaflúorun alkýlfosfötanna getur bætt afoxunarstöðugleika þeirra og logavarnarvirkni þeirra;(ii) notkun efnasambanda sem hafa bæði verndandi filmumyndandi og logavarnareiginleika, eins og bis(2-metoxýetoxý)metýlallylfosfónat, þar sem allýlhóparnir geta fjölliðað og myndað stöðuga SEI filmu á grafítflötum, og þannig komið í veg fyrir hættulega hlið viðbrögð;(iii) breyting á P(V) fosfati í P(III) fosfít, sem auðveldar myndun SEI og getur gert hættulegt PF5 óvirkt [til dæmis tris(2,2,2-tríflúoretýl)fosfít];og (iv) að skipta út lífrænum fosfóraukefnum fyrir hringlaga fosfasen, sérstaklega flúoruðu sýklófosfaseni, sem hafa aukið rafefnafræðilegt samhæfi.
Mynd 6 Aðferðir til að leysa vandamálin á 3. stigi.
(A) Dæmigerð sameindabygging logavarnarefna aukefna.(B) Aðferðin fyrir logavarnaráhrif þessara fosfór-innihaldandi efnasambanda er almennt talinn vera efnafræðilegt róteindahreinsandi ferli, sem getur stöðvað róttæku keðjuverkin sem bera ábyrgð á brennsluhvarfinu í gasfasanum.TPP, trífenýlfosfat.(C) Hægt er að draga verulega úr sjálfslökkvitíma (SET) dæmigerðs karbónat salta með því að bæta við trífenýlfosfati.(D) Skýringarmynd af „snjöllu“ rafspunaskiljunni með varmavirkjaðri logavarnareiginleika fyrir LIBs.Frístandandi skiljarinn er samsettur úr örtrefjum með kjarna-skel uppbyggingu, þar sem logavarnarefnið er kjarninn og fjölliðan er skelin.Við hitauppstreymi bráðnar fjölliðahúðin og síðan losnar hjúpað logavarnarefnið út í raflausnina og bælir þannig í raun íkveikju og bruna raflausnanna.(E) SEM mynd af TPP@PVDF-HFP örtrefjum eftir ætingu sýnir greinilega kjarna-skel uppbyggingu þeirra.Skalastöng, 5 μm.(F) Dæmigert sameindabygging jónandi vökva við stofuhita sem notaður er sem óeldfimt raflausn fyrir LIBs.(G) Sameindabygging PFPE, óeldfimt perflúorað PEO hliðstæða.Tveir metýlkarbónathópar eru breyttir á skautum fjölliðakeðja til að tryggja samhæfni sameindanna við núverandi rafhlöðukerfi.
Það skal tekið fram að það er alltaf málamiðlun á milli minni eldfimleika raflausnarinnar og frumuvirkni fyrir aukefnin sem talin eru upp, þó að þessi málamiðlun hafi verið bætt með ofangreindri sameindahönnun.Önnur fyrirhuguð aðferð til að leysa þetta vandamál felur í sér að fella logavarnarefnið inn í hlífðarfjölliðaskel örtrefja, sem er frekar staflað til að mynda óofinn skilju (e.Mynd 6D).Ný rafspunninn óofinn örtrefjaskiljari með hitauppstreymi logavarnarefni var framleidd fyrir LIBs.Innilokun logavarnarefnisins inni í hlífðarfjölliðahúðinni kemur í veg fyrir beina útsetningu logavarnarefnisins fyrir raflausnina og kemur í veg fyrir neikvæð áhrif frá töfrunum á rafefnafræðilega frammistöðu rafhlöðunnar (Mynd 6E).Hins vegar, ef hitauppstreymi LIB rafhlöðunnar á sér stað, mun pólý(vinylidenflúoríð-hexaflúorprópýlen) samfjölliða (PVDF-HFP) skelið bráðna þegar hitastigið hækkar.Þá losnar logavarnarefnið trifenýlfosfat inn í raflausnina og bælir þannig í raun bruna mjög eldfimra raflausna.
Hugmynd um „saltþétt raflausn“ var einnig þróuð til að leysa þetta vandamál.Þessi slökkviefni lífrænu raflausnar fyrir endurhlaðanlegar rafhlöður innihalda LiN(SO2F)2 sem salt og vinsælt logavarnarefni trímetýlfosfats (TMP) sem eina leysirinn.Sjálfkrafa myndun öflugs saltafleiddrar ólífræns SEI á rafskautinu skiptir sköpum fyrir stöðugan rafefnafræðilegan árangur.Hægt er að útvíkka þessa nýju stefnu til ýmissa annarra logavarnarefna og gæti opnað nýja leið til að þróa ný logavarnarefni fyrir öruggari LIBs.
Óeldfimt fljótandi raflausn.Endanleg lausn á öryggisvandamálum raflausnarinnar væri að þróa óeldfimt raflausn.Einn hópur óeldfimra salta sem hefur verið mikið rannsakaður eru jónískir vökvar, sérstaklega jónískir vökvar við stofuhita, sem eru óstöðugir (enginn greinanlegt gufuþrýstingur undir 200°C) og óeldfimt og með breiðan hitaglugga (Mynd 6F).Hins vegar er enn þörf á stöðugum rannsóknum til að leysa vandamálin um lághraða getu sem stafar af mikilli seigju þeirra, lágu Li-flutningstölu, kaþódískum eða afoxandi óstöðugleika og háum kostnaði við jónandi vökva.
Hýdróflúoretrar með lágmólþunga eru annar flokkur óeldfimra fljótandi raflausna vegna hás eða engs blossamarks, eldfimt, lágrar yfirborðsspennu, lágs seigju, lágs frosthita osfrv.Rétt sameindahönnun ætti að vera gerð til að laga efnafræðilega eiginleika þeirra til að uppfylla skilyrði raflausna rafhlöðu.Áhugavert dæmi sem nýlega hefur verið greint frá er perflúorpólýeter (PFPE), perflúorað pólýetýlenoxíð (PEO) hliðstæða sem er vel þekkt fyrir eldfimleika þess (Mynd 6G).Tveir metýlkarbónathópar eru breyttir á endahópum PFPE keðja (PFPE-DMC) til að tryggja samhæfni sameindanna við núverandi rafhlöðukerfi.Þannig getur óeldfimi og hitastöðugleiki PFPEs bætt öryggi LIBs verulega á sama tíma og flutningsfjöldi raflausna eykst vegna einstakrar sameindabyggingar.
Þriðja stigið er lokastigið en sérstaklega mikilvægt fyrir hitauppstreymisferlið.Það skal tekið fram að þrátt fyrir að mikið átak hafi verið lagt í að draga úr eldfimleika hins fullkomnasta fljótandi raflausna, þá gefur notkun á raflausnum í föstu formi sem eru órokgjarnir góð fyrirheit.Raflausnir í föstu formi falla aðallega í tvo flokka: ólífræn keramik raflausn [súlfíð, oxíð, nítríd, fosföt osfrv.] og solid fjölliða raflausn [blöndur af Li söltum við fjölliður, svo sem pólý(etýlenoxíð), pólýakrýlonítríl, osfrv.].Viðleitni til að bæta raflausn í föstu formi verður ekki gerð nákvæm hér, þar sem þetta efni hefur þegar verið vel dregið saman í nokkrum nýlegum umsögnum.
HORFUR
Í fortíðinni hafa mörg ný efni verið þróuð til að bæta rafhlöðuöryggi, þó að vandamálið hafi ekki enn verið leyst að öllu leyti.Að auki eru aðferðirnar sem liggja til grundvallar öryggisvandamálum mismunandi fyrir hverja mismunandi rafhlöðuefnafræði.Þannig ætti að hanna sérstakt efni sem er sérsniðið fyrir mismunandi rafhlöður.Við teljum að enn eigi eftir að uppgötva skilvirkari aðferðir og vel hönnuð efni.Hér listum við nokkrar mögulegar leiðbeiningar fyrir framtíðarrannsóknir á rafhlöðuöryggi.
Í fyrsta lagi er mikilvægt að þróa á staðnum eða í operando aðferðir til að greina og fylgjast með innri heilsufarsástandi LIBs.Til dæmis er hitauppstreymisferlið nátengt innra hitastigi eða þrýstingshækkun innan LIBs.Hins vegar er hitadreifingin inni í rafhlöðum frekar flókin og þarf aðferðir til að fylgjast nákvæmlega með gildum raflausna og rafskauta, auk skilgreina.Þess vegna er mikilvægt að geta mælt þessar breytur fyrir mismunandi íhluti til að greina og koma þannig í veg fyrir hættu á rafhlöðuöryggi.
Hitastöðugleiki skilju skiptir sköpum fyrir öryggi rafhlöðunnar.Nýlega þróuðu fjölliðurnar með háum bræðslumarki eru áhrifaríkar til að auka hitauppstreymi skiljunnar.Hins vegar eru vélrænni eiginleikar þeirra enn óæðri, sem dregur verulega úr vinnsluhæfni þeirra við samsetningu rafhlöðu.Þar að auki er verð einnig mikilvægur þáttur sem ætti að hafa í huga við hagnýt forrit.
Þróun raflausna í föstu formi virðist vera fullkomin lausn fyrir öryggisvandamál LIBs.Raflausnin á föstu formi dregur verulega úr möguleikanum á innri skammhlaupi í rafhlöðunni, ásamt hættu á eldi og sprengingum.Þrátt fyrir að mikil viðleitni hafi verið lögð í framgang á föstu raflausnum, heldur árangur þeirra áfram að vera langt á eftir fljótandi raflausnum.Samsetningar ólífrænna og fjölliða raflausna sýna mikla möguleika, en þeir krefjast viðkvæmrar hönnunar og undirbúnings.Við leggjum áherslu á að rétt hönnun á ólífrænum fjölliða tengi og verkfræði jöfnunar þeirra skiptir sköpum fyrir skilvirkan Li-ion flutning.
Það skal tekið fram að fljótandi raflausnin er ekki eini rafhlöðuhlutinn sem er eldfimur.Til dæmis, þegar LIB eru mjög hlaðin, eru eldfim lithiated rafskautsefni (til dæmis lithiated grafít) einnig stórt öryggisáhyggjuefni.Mikil eftirspurn er eftir logavarnarefnum sem geta á skilvirkan hátt hindrað eld í efnum í föstu formi til að auka öryggi þeirra.Logavarnarefnin má blanda saman við grafítið í formi fjölliða bindiefna eða leiðandi ramma.
Rafhlöðuöryggi er frekar flókið og háþróað vandamál.Framtíð rafhlöðuöryggis kallar á meiri viðleitni í grundvallar vélrænni rannsóknum til dýpri skilnings auk fullkomnari lýsingaraðferða, sem geta veitt frekari upplýsingar til að leiðbeina efnishönnun.Þrátt fyrir að þessi endurskoðun beinist að öryggi á efnisstigi, skal tekið fram að enn frekar er þörf á heildrænni nálgun til að leysa öryggisvandamál LIB, þar sem efni, frumuíhlutir og snið, og rafhlöðueining og pakkningar gegna sama hlutverki til að gera rafhlöður áreiðanlegar áður en þau eru sett á markað.
HEIMILDIR OG ATHUGIÐ
Kai Liu, Yayuan Liu, DingchangLin, Allen Pei, Yi Cui, Efni fyrir litíumjónarafhlöðuöryggi, ScienceAdvances, DOI:10.1126/sciadv.aas9820
Pósttími: Júní-05-2021
