Kasi Kupanga Dendrite nchivichi?

Kupanga dendrite kukulongosora kukura kwa khuni- nga ni vigaŵa vya kristalo ivyo vikukura pa nyengo ya ndondomeko ya magesi mu mabatire na ndondomeko zinyake. Sindano iyi {22} yikawonekera panji nthambi za vitsulo zikupangika para ma ayoni ghakuwunjika mwakupambanapambana pa malo gha magesi pa nyengo ya kulipilira na kufumiska vigaŵa.

Ivyo vikuchitika vikuchitika mu makemikolo ghakupambanapambana gha mabatire kweni vikupangiska masuzgo ghakuru chomene mu .mabatire gha lithiamu, apo dendrites yingaboola kwizira mu vyakupatuska na kupangiska madera ghafupi gha mukati. Kupulikiska chifukwa na umo vigaŵa ivi vikupangikira, vyaŵa vyakuzirwa chomene apo ndondomeko zakusungamo nkhongono zikukankhira ku nkhongono zapachanya na mitengo ya magesi mwaluŵiro.

Dendrites yikupanga kwizira mu ndondomeko ya electrodepotion iyo yikulaŵilirika na vinthu vyose viŵiri vya thermodynamic na kinetic. Para batire likulipira, ma ayoni gha visulo ghakujumpha mu electrolyte ku anode. Pa nyengo yiwemi, ma ayoni agha ghangaŵika vinthu vyakuyana waka pa malo gha electrode. Ndipouli, vinthu vinandi vikutimbanizga mphapu ya yunifomu iyi.

Malo ghakupambanapambana ghakupanga magesi ghakupangika na magesi. Minda iyi yakukhozgeka yikukopa ma ions ghanandi ku malo ghanyake m’malo mwa kuzithandazga mwakuyana. Para chinthu chichoko icho chikukura, chikuŵa chakujiŵikira ŵekha-}amplify - chigaŵa cha kapangikiro ka kukura kukukumana na minda ya magesi yankhongono kuluska malo ghakuphapha, ndipo vikupangiska kuti kukura kunyake kuŵe kwaluŵiro mu nthowa iyo.

Nthowa iyi yikukura chomene ndipo yili na vigaŵa vyapachanya. Kafukufuku wa pa Yunivesite ya Maryland maselo ghakuwonekera ghakalongora kuti pa msinkhu wa sono uwo uli pachanya pa 87 mA / cm2, kawonekero ka dendrite kakasintha kufuma ku vigaŵa vya mtundu wa mtundu wa mtundu wa mtundu wa mtundu wa mtundu wa mtundu wa mtundu ({2}} nga ni mapangidwe. Nyengo yakufupikiska mukati mwa dera lafupi yikacepa mwakuyana na kukura kwa mtundu wa sono, kugwa kufuma kwa maora ghanandi pa 10 mA / cm2 kufika pafupifupi mphindi 30 pa 110 mA / cm2.

Kutentha kukuchita mulimo waŵiri pakupanga dendrite. Kutentha kwakucepa kwakucepa kwa ion ion, kupanga vigaŵa vyakuŵikapo mtima pafupi na electrode. Ici cikupangiska kuti ciŵe cipusu kuti ions yiŵike pa malo agho ghalipo m’malo mwa kusanga malo ghaphya ghakuŵikamo nucleation. Mwakupambana, mzere wakukhora wa electrote interphase (SEI) uwo ukupangika pa kutentha kwakucepa ukuzgoka kuŵa wakukhora comene ndiposo wakukhazikika yayi, ndipo ukupangiska kuti paŵe ndondomeko zambura kwenelera.

Dendrite Formation

Mabatire gha Lithiamu ghakukumana na masuzgo ghakupambanapambana gha dendrite chifukwa chakuti lithiamu wakuchitika chomene ndiposo kuti nkhongono za magesi zikuchepa. Para lithium ions yikuŵikika pa anode pa nyengo ya kulipilika, ŵakwenera kukolerana makora mu kapangikiro ka graphite. M’malo mwake, ma ayoni ghakujumphapo agho ghanganjizgika yayi mwaluŵiro mwakukwana pa malo ghakupambanapambana nga ni lithiamu wa visulo.

Layer ya SEI yikukhwaska chomene ndondomeko iyi. Mufilimu iyi yakuvikilira yikupangika mwachibadwa para electrolyte yikuchita na anode ya lithium. Yunifomu yunifomu, yakukhozga SEI yikulongozga nanga ni lithiamu. Kweni, SEI nyengo zose kuphwanya na kusintha pa nyengo ya charge - kugaŵika kwa vigaŵa chifukwa cha kusintha kwa voliyumu mu electrode. Mfundo yiliyose yakuphyoka yikuŵa malo ghakuŵikamo nucleation gha dendrite.

Kafukufuku uyo wakasindikizgika mu Nature Vinthu ivyo vili mu 2024 wakalongora kuti pali nthowa ziŵiri zakupambanapambana zakupangiska kuti dendrite yipangike mu mabatire gha lithiamu ghakukhora mwakugwiliskira ntchito mabatire gha lithium gha lithium mwakugwiliskira ntchito Li₇La₃hra₃r₃r₁1 O₁₁₁ (LLZO). Nthowa yakwamba yikukhwaskana na non-2uniform lithium kuŵika pa electrode -} electrolyte interfaces. Chachiŵiri chikuchitika kwizira mu kuchepeska kwa Libwe ku malo ghakupambanapambana pa mphaka ya tirigu mukati mwa electrolyte yakukhora. Pakati pa vigaŵa viŵiri ivi, ŵakusanda ŵakawona kuti nyengo yakunjilirapo apo kukura kwa dendrite kukakhala pambere ŵandambeso.

Nthowa yakwamba yikupambana na kuthandazgika. Kafukufuku wa pa Yunivesite ya Oxford wakalongora kuti dendrite yikwamba mu mabatire ghakukhora {{ 1}} state yikwamba apo lithium yikuŵika mu vigaŵa vya pasi pa mtunda kwizira mu kulumikizga vigaŵa vichokovichoko. Apo ma pores agha ghakuzura, wakalutilira kuŵika magesi pa malo ghakuzizima chifukwa chakuti lithiamu wakuchedwa wakuwelera ku malo ghake. Kupanikizgika uku pamanyuma pake kukupangiska kuti ŵaphyoke. Para vigaŵa vyakugaŵikana vikupanga, kuthandazga kukuchitika kwizira mu kuŵika wedge - na lithiamu wakukwezga mng'alu kufuma kumanyuma m’malo mwa kufuma ku mphepete.

Vigaŵa vya sono vikupambana na mtundu wa electrolyte. Ma electrolytes gha maji ghakuwoneska kanandi ghakulongora kuti dendrite yikupangika pachanya pa 0.2-2.0 mA / cm2, apo ma electrolytes ghakukhora ghangazizipizga unandi wa sonosono pambere undatondeke. Kafukufuku pa Yunivesite ya Oxford wakalongora kuti kupanga argyrodite (Li₆PS₅ Cl) electrolyte yakukhora kufuma pa 83% kufika pa 99% mtundu wa mtundu uwu ukasazgirako mtundu wakukhumbikwa wa sonosono kufuma pa 2 mA / cm2 kufika pa 9 mA / cm22 kwambura kupanga dendrite.

Dendrites wakuzomerezga mabatire kwizira mu nthowa zinandi zakutondeka. Chinthu chakofya chomene chikuchitika para dendrite wakukura chomene kwizira mu separator, kupanga bulawuro lakulongozga pakati pa anode na cathode. Chircuit yifupi iyi ya mukati yikupangiska kuti kutenthemeska kwa malo, kungapangiska kuti thermal runaway rindoware- - mwaluŵiro kwakuchitika uko kungapangiska moto panji kuphulika.

Pambere ŵandafike pa kutondeka kwa ngozi, dendrites yikunanga nchito mwakukwera. Dendrite yiliyose yikuvumbura mtundu wa lithiamu wasono wa lithiamu ku electrolyte. Ici cikupangiska kuti SE SE yiŵe yakulutilira, ndipo yikurya lithium na electrolyte. Pa msinkhu wakulondezgapo, vyakuchitika ivi vya chilengiwa vikuchepeska nkhongono izo zilipo ndipo vikupangiska kuti ŵanthu ŵaleke kulimbana na ŵanyawo mukati.

Dendrites nayo wakupanga "ithiad lithiamu"-ly electrically depositi ya vitsulo ivyo vikuchitakoso yayi pa vyakuchitika vya magesi. Para dendrites waswa chifukwa cha kusuzgika maghanoghano panji kuvunda kwa electrolyte, ŵakuleka vigaŵa ivi vyambura kugwira ntchito. Lithiamu wakufwa wakuyimira kutayika kwa nkhongono zakukhalilira, chifukwa ungasangika yayi kwizira mu njinga zakumanyikwa.

Kusintha kwa voliyumu uko kukukhwaskana na kuŵika litium kuŵika na kuwuskapo masuzgo agha. Lithiamu vitsulo vikuchitika chomene 100% kusintha kwa voliyumu pakati pa vigaŵa vyake vya vitsulo na vya ionic. Kukuzga na kukhozga uku kukuŵika mtima pa SEI layer ndipo kungananga mwakuthupi separator, kupanga nthowa zakusazgikira zakunjilirapo pa dendrite.

Nkhongono izo zikumara pa maselo gha lithiamu gha visulo ghambura kuvikilirika ghangafika pa 1-2% pa mzere pa nyengo iyo dendrities zikupangika mwakulimbikira. Ici cikupambana comene na cisimi cakwenelera-}}ineed lithium-ion maselo kugwiriskira ncito ma anode gha graphite, agho kanandi ghakutaya waka 0.1% nkhongono pa mzere panji kuceperapo.

Kuchuluka kwa sonosono apa kukuwoneka nga ni vigaŵa vyakulongozga vyakulongozga dendrite. Mapulogalamu gha magesi ghakukwera chomene ghakupangiska kuti ma ayoni ghanandi ghaŵike mu nyengo yichoko waka, ndipo ivi vikupangiska kuti magesi ghaŵe na nkhongono zakuŵapokelera mwakuyana waka. Ubale uwu ngwa mzere yayi>-} apa ukuwoneka kuti uli na mzere wakukhumbikwa chomene pasi pa kukura kwa dendrite kukukhalilira pachoko, kweni pachanya pa ivyo vikuchitika mwaluŵiro chomene.

Kupanga electrolyte kukukhwaska chomene dendrite suscepbility. Mchere wa mtundu ukukhwaska mitengo ya vyakwendekwenda vya ayoni na kugaŵikana kwa magesi pafupi na electrode. Mchere wakucepa ukupanga malo ghakucepa apo vyakupeleka vya ion vingafiska yayi ivyo vikukhumbikwa, kukhozgera kukura kwa dendritic. Kuŵa na msinkhu ukuru kungapangiska kuti vinthu viŵe vyakuyana waka kweni vingapangiska kuti ionic yiŵe na mtundu wa ionic panji kusazgirako viscosity.

Vinthu vyakusazgapo vya magesi vikupereka nthowa yimoza yakuponderezgera. Fluoroethylene carbonate (FEC), mwaciyelezgero, yikucepa comene pa malo gha lithiamu kuti yipangire LiF -rich SEI vigaŵa. Vigaŵa ivi vikulongora nkhongono ya makina na nkhongono zakucepa za magesi pakuyaniska na vigaŵa vya SEI vyakumanyikwa, kovwira kusunga ndondomeko ya kuŵika vinthu vyakuyana waka.

Kupereŵera kwa pa charu chapasi na kukhotakhota kukuyambiska dendrites zinandi. Nanga ni nanoscale rubslititutes zikuŵika pa malo gha magesi mwakukwana kuti zipangiske kuti paŵe chinthu chinyake icho chikukhumbikwa. Nthowa zakupangika izo zikupangiska kuti paŵe malo ghakusalala gha electrode zikuchepeskako malo gha nucleation gha dendrite. Mwakuyana waka, vinthu vyambura kutowa panji vigaŵa ivyo vikuŵikika mu electrode vingaŵa nga ni malo ghakupambanapambana gha nyukiliya.

Kutentha kwa kutentha mukati mwa selo kukupanga kinetics yakupambanapambana ya vyakuchitika. Malo ghakutentha ghakukumana na vyakwendekwenda vya ion na kuŵika, ndipo ghangapanga dendrite ya ku malo ({1}} proprone vigaŵa nangauli chiŵelengero chose cha sono chikulutilira kuŵa chapakatikati. Nthowa zakulongozgera mabatire izo zikupangiska kuti paŵe kugaŵika kwa kutentha kwa kutentha kukuwovwira kuchepeska vyakuchitika ivi.

Umo ŵakwelera para batire likusangikaso likukhwaska kukura kwa dendrite. Kukoleska maselo pa magesi ghapachanya kwa nyengo yitali kukupangiska kuti dendrite yipangike, chomenechomene mu maselo gha lithium iron phosphate (LiFePO₄). Ici cikulongosora cifukwa ico nthowa zakucimbilira zakuyandama zasinthira ku vigaŵa vyakucepa vya magesi pakuyaniska na mikhaliro ya vilimika khumi ivyo vyajumpha.

Kuziŵa kwa mtundu wa mtundu kukuthemba pa post-mortem kusanda -}}} kujura maselo na kusanda malo gha electrode na electron scanning electron microscopy. Nangauli nthowa iyi yakusambizga, nthowa iyi yingatondeka yayi panji kusintha kwa dendrite mu nyengo yeneco.

Nthowa zakumanyikwa zakumanyikwa sono zikovwira kuti operando yiwone. Ŵakufufuza ku mabungwe ghanandi ŵali kupanga nthowa zakugwiriskira ncito ma electrolytes ghakuwonekera panji maselo ghapadera. Yunivesite ya Maryland yikapanga maselo ghakuwonera apo vigaŵa vyose viŵiri vikuŵa na vitsulo vya lithium, ndipo ivi vikapangiska kuti ŵanthu ŵawonerenge mwaluŵiro pa windo la dendrite kwizira pa windo lakuwonekera pa nyengo ya magesi.

X{0}}}" tomography (XCT) wakupereka vithuzithuzi vitatu-} dimensional vya vigaŵa vya dendrite mukati mwa maselo ghakukhazikika. Malo gha Synchrotron X-yray ghakupereka fundo yakukwana kuti ŵalondezgenge kupanga dendrite pa microscale pa nyengo yakugwira ntchito ya batire. Ntchito yasonosono iyo yikasindikizgika mu Natte yikagwiliskira nchito operando XCT kuti yiwone umo lithiamu yikunjilira mu ceramic electrolytes, kuvumbura kupangika kwa mng’alu na ndondomeko ya kuthandazga lithium.

Electrochemical imperance spectroscopy (EIS) yikupereka nthowa yakumanyira mwambura kurongosoreka kweni yambura kunangika. Apo dendrites yikukura, ŵakusintha malo ghawemi gha pa charu chapasi na kukana kwa electrode. Kusintha uku kukuwoneka nga ni kusintha kwa mtundu wa impedance. Ŵakufufuza ŵali kusintha nthowa za maselo ghakuwonera kuti ŵalembe umo vinthu vikusinthira pakupanga vithuzithuzi vya pa charu chapasi kwizira mu vipimiro vya EIS, ndipo ivi vikupereka chenjezgo la dendrite mwaluŵiro kwambura kujura selo.

Magnetic rearenance (NMR) spectroscopy na vithuzithuzi vikupereka kumanyikwa kwa kemiko. Tracer-chandulo NMR ingapambaniska pakati pa lithium plating pa vigaŵa vyakunjilirapo na kuchepeska kwa electrolyte bulk. Magnetic resonance imainance (MRI) yikulondezga kugaŵika kwa malo gha dendrite na kukura, kovwira ŵakusanda kupulikiska umo vigaŵa vyakupambanapambana vya selo vikupangira dendrites pa nyengo zakupambanapambana.

Masensa gha optic gha fiber ghakwimira nthowa iyo yikuwoneka. Tiltted fiber Bragg gragg (TFBG) sensors iyo yikuŵikika pafupi na malo gha electrode yikumanyiska kusintha kwa vyakwendekwenda kwa ŵanthu ŵanandi na kukura kwa dendrite pa vigaŵa vya nanoscale kwambura kusokonezga kugwira ntchito kwa mabatire. Ma resonances gha optical optical ghakupangiska kuti maselo gha lithiamu ghawonelere na kusintha kwa lithiamu na dendrite kusintha.

Dendrite Formation

Nthowa zinandi zakuponderezga dendrite, kanandi zikugwira ntchito pamoza para zasazgika. Palije nthowa yimoza iyo yindafumiskirepo dentites yose mu nyengo zose zakugwira ntchito, kweni nthowa zinandi zikukwezga chomene msinkhu wakukhumbikwa wa mtundu wa mtundu.

Pakwamba, ma electrolytes ghakukhora ghakawonekanga kuti ghalayizga kuti ni vipingo vya thupi ku dendrites. Kweni, kafukufuku wakalongora kuti dendrites nayo wakunjira mu vinthu vyakukhora, kukura kwizira mu mphaka ya tirigu panji kung'ambika. Uwemi wa electrolytes wakukhora uli mu kuvikilira kwakukwana yayi kweni pakukhumbikwira kusuzgika chomene na makina pambere dendrite yikunjilira. Kunozga unandi wa electrote na kapangikiro ka tirigu wakukhora kungapangiska kuti ŵaleke kunjira.

Vinthu vitatu{0}}} ya magesi ghakusintha kugaŵika kwa mtundu wa mtundu. Mmalo mwa kuŵika pa malo ghakuphapha, lithiamu wakuzura na kapangikiro ka vinthu vya 3D. Ici cikupangiska kuti malo gha pa caru capasi ghaŵe ghakukwana pafupifupi 5.2 × 10⁻3 m2/g gha lithiamu foil kufika pa 2.6 m2 / g ya vikwangwani vya nkhuni vya carbonized. Malo agho ghakusazgikira ghakuchepeska nyengo zose za mtundu uwu mwakuyana, kusunga pasi pa mzere wa nucleation ya dendrite. Kusazgirako vinthu vya lithiophilic nga ni thini ku vigaŵa ivi kukupanga malo ghakutemwa gha nucleation agho ghakukhozgera yunifomu, -dendritic deposition.

Vigaŵa vya SEI vyakupangika pambere njinga zakwamba zindafike - kunyoza kupangika kwa nonfam {{- pamoza SEI yachilengiwa yachilengiwa. Vinthu vyakupambanapambana vyalongora layizgo, kusazgapo LiF-rich vyakuvwara, vigaŵa vya polymer, na vyakupangika vyakupangika na ŵanthu -}zikuru. SEI yakupangika makora ya SEI yikusazgako mtundu wa ionic wakukwera, kulongozga kwa magesi, na nkhongono za makina zakukwana kuti viponderere kunjira kwa dendrite apo vikusintha pa nyengo ya kusintha kwa volume.

Electrolyte electro electro electro election maadiresi ya dendrite kufuma ku chigaŵa cha yankho. High- pafupifupi electrolytes (nyengo zinyake wakuchemeka "makompyuta{{ {{ {{-in-alal systems) kuchepeska kusangika kwa mamolekyulu ghambura kusungunula, kusintha kapangikiro ka vyakusungunuka kuzungulira lithiamu ions. Kusintha uku kungapangiska kuti paŵe vigaŵa vyakuyana waka. Ma electrolytes gha electrolytes ghakupereka non - flammalbility pamoza na katundu wakupambanapambana wa pakati pa vigaŵa ivyo vingaŵapo pa dendrites, nangauli viscosity yawo yakukwera chomene yikupangiska masuzgo.

Ma protocol gha charge ghakuŵikika sonosono apa ghakawoneka nga ni nthowa yakuzizika yakuzizika. Mmalo mwa kugwiriskira ncito nyengo zose, maprotocol gha pulsed ghakusinthana pakati pa nyengo zakulipilira na nyengo zakupumulira. Pa nyengo yakupumula, gradients ya kuŵika mtima pa vinthu yipumula na fundo za dendrite yingasungunuka pachoko waka kuti yiŵe yankho. Kafukufuku wakalongora kuti MHz- pafupipafupi kwa ma curled ghakukwera kukapangiska kuti paŵe unandi wakukhumbikwa chomene wa sonosono na chigaŵa cha 6 - kufuma pafupifupi 1 mA / cm2 kufika pa 6.5 mA / cm2 -in yakukhora - state mabatire.

Pulogalamu ya pressure yikupereka nthowa yinyake ya makina. Kugwiriskira ncito nkhongono yakufinyikizga mwakuyana na nthowa ya electrode air dendrite kurongozga. Ŵakufufuza ŵa MIT ŵakalongora kuti ŵangapusika kukura kwa dendrite mwa kugwiriskira ncito na kufwatura nkhongono, ndipo ivi vikupangiska kuti dendrites yiŵe na zigzag mwakuyana na nthowa ya nkhongono. Nangauli kupanikizika kukuwuskapo yayi kupangika kwa dendrite, kukupangiska kuti ŵaleke kujumpha pakati pa ma electrode.

Kusintha kwa mabatire ghakukhora {{{‐}} side kukakhuŵilizgikaso na chigomezgo chakuti ŵamazge suzgo la dendrite. Ivyo ŵakagomezganga pakwamba vikaghanaghananga kuti ma electrolytes ghakukhozga ghangapangiska kuti dendrite yinjiremo mwakuthupi. Unenesko ukawoneka kuti ngwakusuzga comene.

Ma electrolytes ghakukhora ghakutondeka kwizira mu kuphyoka kwa makina m’malo mwa kuzomerezga kuti dendrites yijumphe waka. Nthowa iyi yikwamba pa vilema- pores, mphaka ya tirigu, panji pa malo ghambura kwenelera. Lithium yikuŵikika mu viwangwa ivi, ndipo apo lithium yikuwunjika, kusuzgika maghanoghano kukuzenga mpaka apo ceramic yikung’ambika. Para mng’alu wayamba, litium yikuthandazgika kwizira mu iyo kwizira mu wedge -}?"

Vinthu vyakupambanapambana vya electroterte vikulongora kuti vikususkana na dendrite -vikupangiska kuti paŵe kuphyoka. Garnet{{22} mtundu nga ni LLZO ŵakulongora layizgo chifukwa cha ionic conductivity yawo yikuru, kweni nkhongono zawo za magesi zikovwira kuti dendrite yipangike. Ma electron gha magesi ghakuzomerezga kuti ma electros ghafike ku vigaŵa vya dendrite, ndipo ghakulutilira kuŵika lithiamu. Kuchepeska vyakuchitika ivi vya magesi, nangauli vikusunga ionic conductivity yikuru, kukuwovwira kuti vileke kuŵa na dendrites.

Sulfide {{ {0}dzinga electrolytes nga ni Li₆PS₅ Cl (argyrodite) yikulongora nkharo yakupambanapambana. Iwo ŵakuŵa ŵakufewa chomene kuluska ma ceramics gha oxide, ndipo ŵangazomerezga kuti dendrites yikure kwizira mu kusintha kwa pulasitiki m’malo mwa kuphyoka. Kweni, densification yikupangiska kuti nchito yiŵe yiwemi chomene -}kuguliska argyrodite ku 99% kukupangiska kuti dendrite - ntchito yaulere pa msinkhu wa sonosono apa wakwenelera wakuchitika mwaluŵiro - nambala ya magalimoto gha magesi.

Interface engineering pakati pa vitsulo vya lithithis na ma electrolytes ghakukhora ghakulongosora nthowa yinyake yakutondeka. Kuchezga kwakuheni kukupanga vipingo vya sonosono apo msinkhu wa sonosono apa ukujumpha pa chiŵelengero cha pa charu chose chifukwa cha malamulo ghakukura. Malo agha ghakukanizga ŵanthu kuŵa na vinthu vinyake ghakuŵa malo ghakwamba ghakuŵikamo dzuŵa. Kugwiriskira ncito mafilimu ya interlays{3}} mu mafilimu gha polima, aloyi wa visulo, panji vinthu vyakupangika - kungapangiska kuti munthu waŵe na mwaŵi wa kucezga na kugaŵira vinthu vya sonosono mwakuyana waka.

Kuchuluka kwa nyengo yasono (CC) kwa dendrite kupanga mu mabatire ghakukhora - state kukwenera kujumpha 5 mA / cm2 kuti kuŵe na magalimoto gha magesi ghakugwira ntchito. Ma electrolytes ghanandi ghakukhora ghakuwira pa chigaŵa ichi mu nyengo zakumanyikwa, ntheura kafukufuku wakukhumbikwa chomene mu nthowa zakupambanapambana mwakugwiliskira ntchito kukhoma, kupanikizgika, kuguza kwa mpunga, na kusintha kwa mawonekero.

Nangauli mabatire gha lithiamu ghakulamulira kafukufuku wa dendrite, ndondomeko zinyake zikukumana na masuzgo ghakuyana waka. Mabatire gha zinc gha Zinc ghakukumana na zinc dendrite, nangauli ghali na mikhaliro yakupambanapambana. Zinc dendritis kanandi wakuwoneka nga ni moss- nga ni vipangizo panji whisker m’malo mwa masindano ghakuthwa, kulongora vinthu vyakupambanapambana vya zinc vya electrochemical.

Mu mabatire gha zinc gha maji, kupangika kwa dendrite kukuthemba comene pa pH ya electrolyte na cincate. Kuchuluka kwakuchuluka pachanya pa 0.4 M mu 7 M KOH electrolytes kukuchepeska kukura kwa dendrite, kweni ma electrolytes ghakuzungulira ghakutemwa kusazgirako kusintha kwa haidrojeni. Electrolyte wakukhora wakusazgako zinc uli na vyakupangika vyakupambanapambana kuluska lithiamu - chomenechomene zinc oxide na zinc hydroxide - na katundu wakupambanapambana wa makina na wa ionic.

Anodes ya sodium idenodes yikulongora nkharo ya dendrite yakuyana waka na lithium, nangauli dendrites kanandi yikukura pachokopachoko chifukwa cha kuzgoŵera kwa sodium. Vitsulo vya Magnesium, nyengo yinyake ivyo vikuwoneka kuti vikulimbana na kupanga dendrite, sonosono apa vyalongoreka kuti vikupanga dendrites mu nyengo zinyake, chomenechomene pa msinkhu wa sonosono apa pachanya pa 0.2-0.3 mA / cm2 mwakuyana na electrolyte.

Nanga ni silikoni anodes mu mabatire ghakumanyikwa gha lithiamu -}ion angaŵa na lithium dendrite wakupangika. Pa nyengo ya charging, silikoni wakukura na pafupifupi 300%, kuphwanya chigaŵa cha SEI. Kwizira mu vigaŵa ivi, lithium ions yingacepeskeka kuti yipangike na visulo vya lithium dendrites m’malo mwa kupereka silicon na silicon nga umo vikakhumbikwiranga. Nthowa iyi yikwimira mtundu wa hybrid inform kuphatikizapo kukura kwa voliyumu na electrochemical deposition.

Kufanana mu ndondomeko izi ku fundo za pa charu chose chapasi fundo za pa charu chose zikulongozga kupangika kwa dendrite. Kuchuluka kwasono, helogeneity, na katundu wa vigaŵa vya pakati pa nkhope vikuwoneka nga ni vinthu vyakulongozga kwambura kupwelerako za kemiko ya chisulo. Nthowa zakutetezera izo zikupangika mu ndondomeko yimoza kanandi zikusintha, na kusintha, ku ŵanji.

Vinthu vinandi ivyo vyasangika sonosono apa vyapangiska kuti ŵanthu ŵamanye makora umo dendrite yikupangikira. Kuziŵika kwa nthowa zakupambanapambana zakuyamba na kuthandazgika mu mabatire ghakukhora - state kukayimilira kusintha kwa paradigm. Viyelezgero vyakwambilira vikatora ndondomeko yimoza yakulutilira, kweni kumanya ivi nga ni vigaŵa vyakupambanapambana kukupangiska kuti paŵe kunjilirapo kwakulongozgeka pa siteji yiliyose.

Mulimo wa kapangilo ka dendrite a amorphoned dendrite wasanga chisamaliro. Masambiro ghasonosono apa gha NMR ghakavumbura kuti dendritis pakwamba yikupangika nga ni vigaŵa vya amorphous ivyo pamanyuma pake vikupangika. Makemikolo ya chilema ya electrolytes yakukhora na umo mabatire ghakugwilira ntchito ghakupangiska kuti paŵe mtende pakati pa nthowa ziŵiri izi. Ivyo ŵasanga ivi vikujura mwaŵi wakuti ŵapange vinthu ivyo vikupangiska kuti paŵe vinthu ivyo vikusintha yayi pa vithuzithuzi vya kristalo vyambura kumara.

Nthowa zakusambilira za makina sono zikulongora kuti ddenrite kukura kwa mtundu wa ddenrite na kuwonjezera kwakukwana. Pakuŵika vigaŵa vinandi vya vigaŵa vinandi - current, kutentha, msinkhu wa electrolyte, morphology ya pa charu chapasi-into convolutional neural networks, ŵakusanda ŵakukwaniska kuyowoya makora kuluska physics - pafupifupi mitundu pera. Vinthu ivi vikupangiska kuti ŵamanye makora mawindo ghawemi ghakugwira ntchito na kusazgako vinthu.

Ma molekyulu gha protein ghakawoneka nga ni wovwiri wakuponderezga wa dendrite wambura kulindizgika. Mapulotini ghanyake, para ghakusazgapo ku ma electrolytes, ghakujiŵika yekha pa vitsulo vya lithium, chomenechomene pa nsonga za dendrite. Kupitila mu kusintha kwa conformational kufuma ku -helix ku - sheet vyakupangika, mapulotini agha ghakusintha kugaŵika kwa magesi gha malo, kukhozgera kuŵika kwakuyana waka. Nthowa iyi ya bio{-ilo yikakwaniska umoyo utali wa msinkhu wa msinkhu ndiposo nkhongono zakukhozga chomene mu mayeso gha labotale.

Nthowa ya thermodynamic yakupulikiskira kupangika kwa dendrite yakura. Ŵakufufuza sono ŵakumanya kuti vyose viŵiri, kutentha na thermodynamic nkhongono vipingo vikuchitako ntchito zakukhumbikwa chomene pakuwona usange lithium yikuyana waka panji mafomu. Kupulikiska uku kukulongozga nthowa zakusinthira vigaŵa ivi kwizira mu kupanga vinthu na umo vikugwilira ntchito.

Dendrite Formation

Nangauli munthu wakuluta panthazi, kuguliska dendrite- mabatire ghakukanizga kukukhalilira kuŵa kwakusuzga. Mphambano pakati pa viyezgelero vya labotale na kupanga vinthu vinandi yikukhwaskana na ndondomeko ya kuŵerengera uku yikusunga mtundu wa mtundu. Kupereŵera kamoza mu electroltete panji electrode pa malo ghakuŵikamo magesi kungapangiska kuti paŵe vithuzithuzi vya nucleate, kupangiska kuti kupanga vinthu kuŵe kwakukhumbikwa chomene.

Kughanaghanira kwa mtengo kukukhwaska nthowa izo zikufika pa kupanga. Nthowa zinyake izo zikovwira chomene pa dendrite nthembo - nga ni umo vikuŵira na vigaŵa vya 3D electrode panji vyapachanya -purity electrolytes zakukhora -zikuru kukusazgirako ndalama zakupangira. Kulinganiska ntchito zakusintha kwakulimbana na umoyo wa chuma kukukhumbikwira kuti paŵe kukhozga kwakulutilira.

Long-terming cycling kukhazikika kukukhumbikwira kuti paŵe kusintha kunyake. Nthowa zinandi zakutetezera zikukanizga makora ma dedrites kwa mazana ghanandi, kweni mabatire gha galimoto gha magesi ghakwenera kuzizipizga masauzandi ghanandi kwa vyaka vyakujumpha khumi vyakugwiriskira ncito. Kukura kwa dendrit kuchoko uko kukuwoneka kuti kukuwoneka kuti nkhwakukwana yayi pa msinkhu wakujumpha 500 kungaŵa kwakusuzga pa msinkhu wakujumpha 3,000. Kupulikiska na kuvikilira nyengo yitali- nyengo yakunangika kukukhumba ndondomeko zakuyezga zakutambasuka.

Kulipila mwaluŵiro kukukhalilira nkhwakusuzga chomene. Mapulogalamu ghakujiyimira paŵekha ghakukhumba chomene nyengo ya mphindi 15 panji nanga ni mphindi 5 zakulipira, ndipo ghakukhumbikwira kuti paŵe 10-20 mA / cm2 panji kujumphirapo. Nthowa zichoko waka zakuvikilira dendrite izo zikuchitika sonosono apa zikusunga nkhongono pa mitengo yakujumphizga iyi. Kukwaniska vyose viŵiri, kulipira mwaluŵiro na umoyo utali wa mzere pa nyengo yimoza kukuyimira chilato cha kafukufuku wa mphaka.

Kuphatikizga na vinyake ivyo vikukhumbikwa kukusuzga kupanga kapangilo. Nthowa izo zikuponderezga dedrittes zingapangiska kuti nkhongono zileke kuŵa na nkhongono, kusazgirapo kwa impedance, panji kulekerathu kugwira ntchito kwakucepa - kutentha kwa nyengo. Kapangidwe ka batire kakwenera kuŵa na umoyo uwemi kanandi waka - vigaŵa vyakususkana, kupangiska kuti kuteteza dendrite kuŵe chinthu chimoza cha puzzle yakusuzga.

Kuŵika ndondomeko ya kuyezgeka na kupereka malipoti kungapangiska kuti munthu walutilire mwaluŵiro. Magulu ghakupambanapambana ghakufufuza ghakusintha fundo zakupambanapambana zakupanga dendrite, kusintha kwa maselo ghakupambanapambana, na ndondomeko zakupambanapambana zakuchitira vinthu makora. Kukhazikiska ndondomeko zakumanyikwa kungapangiska kuti paŵe kuyezgelera kwakudunjika kwa vyakusangikamo na kumanyikwa mwaluŵiro nthowa zakulayizgika.

Nyengo zakupangika za dendrite zikupambana chomene na umo vikuchitira. Pa msinkhu wakucepa uwo ulipo sonosono apa pafupifupi 0.5 mA/cm2, nucleation yakwamba ya dendrite yingatora maora ghanandi. Pa msinkhu wapachanya wa sono uwo ukujumpha 10 mA / cm2, dendrites yingapanga na kupangiska ma circuit ghafupi mu mphindi zichoko waka. Kutentha, kupanga electrote, na electrode pa malo ghose ghakukhwaska nyengo izi. Mabatire ghanandi gha ŵakugula ghakugwira ntchito mu mikhaliro iyo dendrite yikupangika, usange yikuchitika, yikukura pachokopachoko pa nyengo yakujumpha mazana ghanandi panji mazana gha mzere wa malipiro m’malo mwa mzere umoza.

Kusintha kwa chigaŵa chimoza kungachitika mu nyengo zinyake. Pa nyengo ya kufumiska panji kupumura, ulongozgi wa denrite ungasungunukaso mu electrolyte, chomenechomene usange ukukolerana yayi na electrode kwizira mu nthowa zakulongozgera. Ici - Nkharo ya Health yikulongosora cifukwa ico maprotokole ghakulipilira ghakukhozgeka ghakulongora kuti ghakugwira nchito -rest nyengo zikuzomerezga kuti dendritis zakunjilirapo zisungunuke. Ndipouli, para dendrites yikupanga vigaŵa vinandi vya kristalo panji kuŵa na magesi ghakupatulika nga ni lithiamu wakufwa, kusintha kukuzgoka kwambura kucitika. Kuteteza kukukhalilira kuŵa kwakovwira comene kuluska kuchizga.

2asko yayi. Mabatire gha lithiamu- kwakuzirwa pakugwiriskira ncito graphite anodes nyengo zichoko waka zikukumana na dendrite ya dendrite mu nyengo zakugwira ntchito zakumanyikwa cifukwa lithium yikunjilirapo mu graphite m’malo mwa kuŵika nga ni vitsulo. Masuzgo gha dendrite chomenechomene ghakulondezga vitsulo vya visulo ivyo vikugwiriskirika nchito mu mabatire ghakulondezgapo ghakulondezgapo. Nangauli na anodes ya lithiamu, kapangidwe kakwenelera na kugwira ntchito pasi pa vigaŵa vyakuzirwa vya mtundu wa density wakukhumbikwa chomene kusunga dendrite -} ntchito yaulere kwamuyirayira. Kulaŵilira kwa mtundu na kupeŵa kucitiska nkhaza nkhwakuzirwa comene kuluska kuleka kucimbizgika.

Kupangika kwa dendrite kukuyimira chinthu chakusuzga cha electrochemical na makina ghakulongozgeka na unandi wa sonosono, kutentha, katundu wa pakati pa nkhope, na kupereŵera kwa vinthu. Nangauli pakwamba ŵakaghanaghananga kuti ŵangakanizgika kwizira mu ma electrolytes gha magesi, dendrites yikupanga kwizira mu nthowa zakupambanapambana zakuyamba na kuthandazga ivyo vikukhumbikwira kuti vinjilirepo pa chigaŵa chilichose. Nthowa zinandi {22} kusazgapo 3D electrode architectures, vigaŵa vya SEI vyakupangika, electrolyte engineer, na maprotocol ghakulipiliska pulsed ripts - layizgano layizgo la kukwezga vipimo vyakuzirwa vya sono. Nthowa yakuya ku malonda ghapachanya- chargergy yikuthemba pa kuphatikizga nthowa izi uku yikusunga vinthu ivi na mtengo wakupangika na mtengo -}}effect. Kupita panthazi kwasonosono apa mu nthowa zakumanyira, kupanga viyezgelero vya kompyuta, na kupulikiska makanika vikulutilira kulongozga kukura kwa dendrite -}} ndondomeko ya mabatire agho ghakukwaniska kukwaniska kukhumba kusungirako mapulogalamu ghakusungamo magalimoto na gridi.