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2024-10-18 11:15:00
新しい研究は、次の仮説に基づいています。シリコン粒子を放り込んで断片化し、後で固定したらどうなるでしょうか?
前述したように、断片化が問題となる理由は、断片化によってシリコンの小さな塊が本質的にグリッドから落ち、電極に電荷を出入りするシステムと接触しなくなるためです。多くの場合、これらの粒子には部分的にリチウムが充填されているため、リチウムが循環されなくなり、十分な電極材料があったとしても電池の容量が低下します。
ここに参加した研究者らは全員スタンフォード大学に拠点を置き、これらの破片を少しずつ押し込んで電気系統に戻す方法があると判断し、ひどく劣化したバッテリーの容量を大幅に回復できることを実証した。
物事をまとめる
新しい研究の背後にあるアイデアは、シリコンの破片を電極、または少なくとも電荷処理ネットワークに接続された他の材料に引き寄せることができる可能性があるということでした。アノード内のフラグメント自体は正味電荷を持たないはずです。そこでリチウムが電極を放棄すると、溶液に戻るはずです。しかし、リチウムがフラグメント全体に均一に分布している可能性は低く、リチウムは正味中性であるが、電子密度が高い領域と低い領域を持つ極性材料になります。そして、極性物質は不均一な電界中で移動します。
また、電極はナノスケールで不均一でカオスな構造をしているため、電圧が印加されると不均一な電場が生成されます。局所的な構造に応じて、一部の粒子を引き付けたり反発したりする可能性があります。しかし、これらはほとんどが電極の構造内にあるため、シリコンの破片のほとんどはすぐに電極の他の部分に衝突する可能性があります。そして、それによって電極の電流処理システムへの接続が再確立される可能性があります。
理論上起こるはずのことが実際に電極内で起こることを実証するために、研究者らは使用済みの電極を取り出し、その表面の一部を溶液にブラシで落とすことから始めた。次に、溶液に電圧をかけて、電池からの小さな物質が、溶液に電圧を加えるために使用した電極の 1 つに向かって移動し始めることを確認しました。したがって、物事は期待どおりに機能しました。
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