Lithium Batterien hunn mobil elektronesch Apparater revolutionéiert a ginn an nei Energiegeräter benotzt, awer weider Verbesserungen am Liewen a Kraaft erfuerderen nei Technologien. Eng Optioun ass Lithium-Metallbatterien, déi méi laang Batterieliewen a méi séier Opluedgeschwindegkeet hunn, awer et gi Probleemer mat dëser Technologie. Lithiumablagerungen, genannt Dendriten, tendéieren op der Anode ze wuessen a kënnen e Kuerzschluss bilden, wat Batterieausfall, Feier oder Explosioun verursaacht.

Am Moment hunn d’Fuerscher vum Institut fir Chimie, Chinesesch Akademie vun de Wëssenschaften, Universitéit vu Chinesesch Akademie vun de Wëssenschaften, a China High Pressure Science and Technology Research Center e Membran-Separator entwéckelt op Basis vu Kuelestoff-Allotropen. Et gëtt Graphen genannt, wat als Lithium-Ionfilter wierkt fir dendritesch Wuesstum ze verhënneren [Shangetal. Material.10(2018) 191-199].

Lithium Metallbatterien sinn am Konzept ähnlech wéi Lithium Batterien, awer vertrauen op Lithium Metallanoden. Wärend dem Entladungsprozess liwwert d’Lithiumanode Elektronen un d’Kathode duerch en externe Circuit. Wéi och ëmmer, beim Laden gëtt Lithium op der Anode deposéiert. An dësem Prozess entstinn ongewollt Dendriten.

Dëst ass d’Funktioun vun der Diaphragma. D’Membran Separator aus ultra-dënnen (10nm) graphite diacetylene (zwee-zweedimensional sechseckegen Kuelestoff Atom Monolayer verbonne mat succinic Seier Ketten) huet wichteg praktesch Wäert. Graphit Diacetylen huet net nëmmen Elastizitéit an Zähegkeet, awer seng chemesch Struktur bildt och en eenheetleche Porennetz, wat nëmmen ee Lithiumion duerchgoe léisst. Dëst reguléiert d’Bewegung vun Ionen duerch d’Membran, wat zu enger héich uniformer Diffusioun vun Ionen resultéiert. Wichteg ass datt dës Charakteristik effektiv de Wuesstum vu Lithium Dendriten hemmt.

Li Yuliang vum Institut fir Chimie vun der Chinesescher Akademie vun de Wëssenschaften, deen d’Fuerschung gefouert huet, erkläert datt Lithium Dendriten déi zolidd Elektrolyt-Interface stabiliséieren kënnen, an doduerch d’Liewen vum Apparat an d’Coulomb Kraaft verlängeren. Verhënnert Bamfërmeg Kuerzschluss an erreecht d’Batterie sécher.

D’Fuerscher gleewen datt Graphen-Dithyn-Filmer e puer vun de schaarfe Probleemer iwwerwanne kënnen, déi vu Lithium-Batterien an aner alkalesche Metallbatterien konfrontéiert sinn.

Li sot datt grafitescht Diacetylen e Gettermaterial mat hyperkonjugéierter Struktur ass, inherent Bandspalt, natierlech makroporös Struktur an Hallefleitfunktioun. Et bitt eng enorm Perspektiv fir grouss wëssenschaftlech Problemer an dësem Beräich ze léisen.

Zweedimensional Daten sinn och ganz einfach, an et ass einfach ze kréien ënner allgemenge Laboratoire Bedéngungen.

D’Fuerscher hunn d’Reporter gesot datt obwuel méi Aarbecht muss gemaach ginn fir d’Qualitéit vu Graphit-Diacetylen-Filmer op enger grousser Skala ze verbesseren, mir gleewen datt Graphit-Diacetylen e seriösen Impakt op d’Sécherheet vu Lithium-Batterien hunn.