電解質自集體器提供快速拆卸以促進電動汽車電池處理

今天的電動汽車繁榮是明天的電子廢物山。儘管正在為改善電池的處理而做出無數努力，但許多電動汽車電池仍在垃圾填埋場上。

麻省理工學院研究小組希望通過一種新型的電池自我收穫的材料來幫助改變這一點，當浸入簡單的有機液中時，該材料很快就會破裂。

在紙上 出版 v 天然化學研究人員表明，該材料可以在功能正常的固體電池中用作電解質，然後在幾分鐘之內返回到原始分子組件。

該方法提供了一種替代方法，可以將電池磨成混合，無法接近的質量。取而代之的是，由於電解質充當電池的連接層，因此當新材料返回其原始分子形狀時，整個電池都可以精通加速回收過程。

“到目前為止，在電池行業中，我們專注於高性能的材料和設計，直到後來才試圖找出如何處理由複雜結構和難以到達的材料製成的電池，”報紙Yukio Cho，博士學位的第一作者說。

“我們的方法是從易於使用的材料開始，並找出如何使其與電池兼容。從一開始就開髮用於處理的電池是一種新方法。”

加入Cho在報紙上，哲學，候選人科爾·芬奇（Cole Fincher），太極拳（Tai Christophf-Temple），哲學博士，基奧科利亞陶瓷教授，仍然沒有領導鐘，副教授朱莉婭·奧頓（Julia Orton），小佐布（Xiaobing Zuo）和守夜司。

最好的電池

在其中一部電影《哈利·波特》中，有一個場景，鄧布利多教授用手腕和咒語清潔了破舊的房子。喬說，童年時代的形像被他陷入困境。 （打掃房間有什麼更好的？）當他看到Ortoni關於工程分子的對話時，他們可以聚集在復雜的結構中，然後返回其原始形式時，他認為是否可以使用它來處理電池，例如魔術。

對於電池行業來說，這將是一個範式轉變。如今，電池需要清晰的化學物質，高熱量和復雜的加工來處理。

電池的三個主要部分：帶正電荷的陰極，帶負電的電極和電解質，它在它們之間切換鋰離子。大多數鋰離子電池中的電解質非常容易點燃，並最終分解為有毒的副產品，需要專門處理。

為了簡化處理過程，研究人員決定製作一個更穩定的電解質。為此，他們轉向了在水中獨立收集的分子，稱為Aramide（AAS），其化學結構和穩定性模仿了Kevlar。

研究人員還為聚乙烯乙二醇（PEG）的含量開發了AAS，該乙二醇（PEG）可以在每個分子的一端進行鋰離子。當分子暴露於水中時，它們會自發地形成納米牛多諾克，並用PEG的離子導電錶面以及通過剛性氫鍵模仿Kevlar的可靠性的鹼基。

結果是一種機械穩定的納米甲結構，該結構在整個表面上進行離子。

“材料由兩個部分組成，” Cho解釋說。 “第一部分是這條柔性鏈，它為我們提供了巢或所有者，以便鋰離子可以跳躍。第二部分是有機材料的強大組成部分，在凱夫拉爾（Kevlar）中使用，這是一種防彈材料。它們使整個結構穩定。”

當添加到水中時，自我服務是納米校準的，形成數百萬個納米容器，可以用固體材料熱。

“在加入水中五分鐘後，溶液變成類似凝膠的狀態，這表明在液體中形成瞭如此多的納米搖滾，以至於它們開始互相混淆，” Cho說。 “令人興奮的是，由於自組裝的行為，我們可以在規模上製作這種材料。”

團隊檢查了材料的強度和強度，發現它可以承受與電池的製造和控制相關的電壓。他們還製造了一種固態電池，該電池使用磷酸鋰作為陰極和鈦作為陽極，都是現代電池中的常見材料。

納米骨在電極之間成功地移動了鋰離子，但是在快速充電和放電期間，被稱為極化的副作用限制了鋰離子向電池電極的運動，與當今的商用電池金色標準相比，它們的特性使其具有特徵。

“ Litus -ions沿著Nannivnu移動，一切都已井井有條，但是從Nanovers到金屬氧化物，接收鋰離子似乎是該過程的緩慢過程，” Cho說。

當他們將電池裝入有機溶劑中時，材料立即消失，電池的每個部分消失以促進處置。 Cho將材料與浸入水中浸入水中的材料的反應。

“電解質包含兩個電池，並提供鋰離子路徑，” Cho說。 “因此，當您要處理電池時，整個電解質層自然會掉落，並且可以分別處理電極。”

檢查一種新方法

喬說，材料是證明第一次處理方法的概念的證據。

Cho說：“我們不想說我們解決了這種材料的所有問題。”

“我們的電池性能並不是很棒，因為我們僅將此材料用作紙張的所有電解質，但是我們想像的是，該材料用作電池電解液中的一層。這不必是整個電解質即可開始回收過程。”

Cho還看到了很多空間來通過進一步的實驗來優化材料的性能。

現在，研究人員正在研究將這些類型的材料集成到現有電池中的方法，並將想法引入新的化學電池中。

“很難說服現有供應商做些完全不同的事情，” – “但是，借助電池的新材料，可以在五到十年內發布，首先，將其集成到新設計中可能會更容易。”

Cho還認為，這種方法可以幫助改變鋰的供應，並反複使用已經在美國已經有電池的材料。

“人們開始了解它的重要性，” Cho說。

“如果我們可以按比例從電池浪費中處理鋰離子電池，那麼它將具有與在美國開放的鋰敏機相同的效果，並且每個電池都需要一定量的鋰，因此我們需要將此材料重新使用到Extrapon電動汽車上，以避免鋰的價格巨大的峰值。”

這個故事重印為麻省理工學院新聞（web.mit.edu/newsoffice/），一個受歡迎的網站，涵蓋有關研究，創新和麻省理工學院教學的新聞。