扩散势垒区数据帮助电池沟树突

来自德国的科学家提出了一个特定于元素的理论为什么电池电极材料有不同的倾向日益增长的树突。这些发现可以帮助扑灭电池安全问题时出现的这些卫星传回的生长造成短路。

从手机引发飞行途中电动车自发破裂起火,树突生长在电池有很多答案。虽然以前的研究都集中在如何减少树突增长,阿克塞尔Groß乌尔姆和他的同事们从亥姆霍兹研究所和德国乌尔姆大学而不是寻求不形成树突的电池材料放在第一位。

研究小组注意到,虽然锂、锌、钠电池通常形成这些spark-inducing增生,镁和铝电池几乎树突是免费的。因此,为了更好地理解树突的形成,他们寻找不同金属的自扩散障碍之间的关联。这些障碍是一个原子的接口,减少扩散表面上相同的元素和决定有可能是金属原子在电极表面的沉积,导致树突增长。

通过调查不同的金属,Groß和同事发现,锂离子相对较高的自扩散壁垒,意味着一旦锂离子扩散梯度表面上他们呆在那里,形成粗糙的补丁。然后树突分支从这个缺陷。他们说这表明树突的形成是该元素的一个固有财产。相比之下,镁等金属有非常低的自扩散屏障,形成光滑的表面,和树突因此不太可能发生。

我必须承认我很惊讶,显然几乎没有人采取了一个特定于元素的方法研究树突增长电池,“Groß说。的一个问题与模型在先前的研究中,他说,是他们往往很一般,“例如,[他们]只有采取金属电极的性质一般考虑在内,但几乎没有具体关于特定金属元素。

储能专家帕穆克吉来自普渡大学,美国说,本研究建立了自扩散障碍作为一个独特的描述符的可能性阳极形成树突和数组的位置本身是一种理想的筛查工具潜在dendrite-free金属阳极的选择”。