نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

کاهش بالانشینی لیتیوم در داربست‌های رسانای نانوساختار با بهبود رسانندگی یونی الکترولیت و افزایش میزان نفوذپذیری یون‌های لیتیوم در درون الکترولیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران
10.22034/joeds.2025.534399.1095
چکیده
بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر طول عمر و ظرفیت باتری های لیتیوم یون از اهیمت بسیار ویژه ای برخوردار است. یکی از عوامل و پارامترهای مهم در کارایی این باتری ها نشست یکنواخت و بدون دندریت لیتیوم درون ساختار الکترود است. در این تحقیق برای اولین بار، یک همبستگی قوی بین رسانندگی یونی الکترولیت و میزبان سیکل پذیری داربست‌های فلزی در حالت الکتروپلیت آشکار شد. پیچ و خم زیاد ساختار منجر به رسوب ترجیحی لیتیوم در سطوح بالایی داربست‌های فلزی می‌شود. این لیتیوم انباشته شده در سطوح بالایی، انتقال یون به سمت داخل را مسدود کرده و عملا ظرفیت داخلی الکترود را کاهش می‌دهد. علاوه بر آن سبب توزیع جریان ناهمگون و نشست و برخواست غیر یکنواخت لیتیوم در ساختار می‌گردد. افزایش رسانندگی الکترولیت و کاهش پیچ و خم ساختاری الکترود می‌تواند به طور قابل توجهی، یکنواختی نشست و برخواست لیتیوم در داربست‌های فلزی را بهبود بخشد. که این مهم باعث افزایش طول عمر الکترودها و باتری خواهد شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Reducing lithium upper accumulation in nanostructured conductive scaffolds by improving the ionic conductivity of the electrolyte and increasing the lithium-ion diffusivity within the electrolyte

نویسنده English

Seyed Ali Hoseini
Department of Electrical Engineering,, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology,,Tehran, Iran
چکیده English

It is of great importance to study the parameters affecting the lifespan and specific capacity of lithium-ion batteries. One of the key factors influencing the efficiency of these batteries is the uniform and dendrite-free deposition of lithium within the electrode structure. This study reveals, for the first time, a strong correlation between the ionic conductivity of the electrolyte and the cycling stability of metal scaffolds in the electroplated state. The high tortuosity of the structure leads to the preferential deposition of lithium on the upper surfaces of the metal scaffolds. This lithium accumulated on the upper surfaces blocks the ion transport inward and effectively reduces the internal capacity of the electrode. Additionally, it causes inhomogeneous current distribution and non-uniform lithium plating and stripping within the structure. Increasing the electrolyte conductivity and reducing the structural tortuosity of the electrode can significantly improve the uniformity of lithium plating and stripping in the metal scaffolds. It will increase the lifespan of the electrodes and the battery.

کلیدواژه‌ها English

Battery
Lithium-ion
Scaffold
Electrode
Nano-structure
Cyclability

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 04 آذر 1404