Cov roj teeb lithium ion uas rov them tau yog siv los muab zog rau ntau yam khoom siv hluav taws xob hauv peb lub neej txhua hnub, txij li cov laptops thiab xov tooj ntawm tes mus rau cov tsheb fais fab. Cov roj teeb lithium ion uas muag niaj hnub no feem ntau siv cov kua dej, hu ua electrolyte, nyob hauv nruab nrab ntawm lub cell.

Thaum lub roj teeb muab zog rau ib lub cuab yeej, cov lithium ions txav mus los ntawm qhov kawg uas muaj roj teeb tsis zoo, lossis anode, dhau los ntawm cov kua electrolyte, mus rau qhov kawg uas muaj roj teeb zoo, lossis cathode. Thaum lub roj teeb raug them rov qab, cov ions ntws mus rau lwm qhov kev taw qhia los ntawm cathode, dhau los ntawm cov electrolyte, mus rau anode.

Cov roj teeb lithium ion uas siv cov kua electrolytes muaj teeb meem kev nyab xeeb loj: lawv tuaj yeem kub hnyiab thaum them ntau dhau lossis luv luv. Lwm txoj hauv kev nyab xeeb dua li cov kua electrolytes yog tsim lub roj teeb uas siv cov electrolyte khov kho los nqa cov lithium ions ntawm anode thiab cathode.

Txawm li cas los xij, cov kev tshawb fawb yav dhau los tau pom tias cov electrolyte khov kho ua rau muaj cov hlau me me, hu ua dendrites, uas yuav tsim rau ntawm anode thaum lub roj teeb tab tom them. Cov dendrites no ua rau cov roj teeb luv luv ntawm cov hluav taws xob qis, ua rau lawv siv tsis tau.

Kev loj hlob ntawm cov dendrite pib ntawm cov qhov me me hauv cov electrolyte ntawm ciam teb ntawm electrolyte thiab anode. Cov kws tshawb fawb hauv Is Nrias teb nyuam qhuav tshawb pom ib txoj hauv kev los qeeb kev loj hlob ntawm dendrite. Los ntawm kev ntxiv ib txheej hlau nyias nyias ntawm electrolyte thiab anode, lawv tuaj yeem tiv thaiv cov dendrites kom tsis txhob loj hlob mus rau hauv anode.

Cov kws tshawb fawb tau xaiv los kawm txog txhuas thiab tungsten ua cov hlau uas ua tau los tsim cov txheej hlau nyias no. Qhov no yog vim tias tsis yog txhuas lossis tungsten sib xyaw, lossis alloy, nrog lithium. Cov kws tshawb fawb ntseeg tias qhov no yuav txo qhov muaj feem yuav muaj qhov tsis zoo hauv lithium. Yog tias cov hlau xaiv tau ua alloy nrog lithium, me me ntawm lithium tuaj yeem txav mus rau hauv cov txheej hlau dhau sijhawm. Qhov no yuav tawm ib hom qhov tsis zoo hu ua qhov khoob hauv lithium qhov twg dendrite tuaj yeem tsim.

Yuav kom sim seb cov txheej hlau puas ua haujlwm tau zoo, peb hom roj teeb tau muab sib dhos ua ke: ib qho muaj ib txheej txhuas nyias nyias ntawm lithium anode thiab cov electrolyte khov, ib qho muaj ib txheej tungsten nyias nyias, thiab ib qho tsis muaj txheej hlau.

Ua ntej sim cov roj teeb, cov kws tshawb fawb tau siv lub tshuab microscope uas muaj zog heev, hu ua scanning electron microscope, los saib ze rau ntawm ciam teb ntawm anode thiab electrolyte. Lawv pom cov qhov me me thiab cov qhov hauv cov qauv uas tsis muaj txheej hlau, thiab pom tias cov qhov tsis zoo no yuav yog qhov chaw rau cov dendrites loj hlob. Ob lub roj teeb uas muaj cov txheej txhuas thiab tungsten zoo li du thiab txuas ntxiv mus.

Hauv thawj qhov kev sim, ib qho hluav taws xob tas li tau raug ncig los ntawm txhua lub roj teeb rau 24 teev. Lub roj teeb uas tsis muaj txheej hlau tau luv luv thiab ua tsis tau haujlwm hauv 9 teev thawj zaug, tej zaum vim yog kev loj hlob ntawm dendrite. Tsis muaj lub roj teeb uas muaj txhuas lossis tungsten ua tsis tau haujlwm hauv thawj qhov kev sim no.

Yuav kom txiav txim siab seb txheej hlau twg zoo dua los tiv thaiv kev loj hlob ntawm dendrite, lwm qhov kev sim tau ua rau ntawm cov qauv txheej txhuas thiab tungsten. Hauv qhov kev sim no, cov roj teeb tau raug hloov pauv los ntawm kev nce qhov ceev ntawm cov hluav taws xob, pib ntawm qhov hluav taws xob siv hauv qhov kev sim dhau los thiab nce me ntsis ntawm txhua kauj ruam.

Qhov ceev tam sim no uas lub roj teeb luv luv tau ntseeg tias yog qhov ceev tam sim no tseem ceeb rau kev loj hlob ntawm dendrite. Lub roj teeb nrog ib txheej txhuas tsis ua haujlwm ntawm peb zaug ntawm qhov pib tam sim no, thiab lub roj teeb nrog ib txheej tungsten tsis ua haujlwm ntawm ntau tshaj tsib zaug ntawm qhov pib tam sim no. Qhov kev sim no qhia tau hais tias tungsten ua tau zoo dua li txhuas.

Dua li no, cov kws tshawb fawb tau siv lub tshuab ntsuas hluav taws xob los tshuaj xyuas qhov ciam teb ntawm anode thiab electrolyte. Lawv pom tias cov voids pib tsim hauv cov txheej hlau ntawm ob feem peb ntawm qhov ceev tam sim no tseem ceeb ntsuas hauv qhov kev sim dhau los. Txawm li cas los xij, cov voids tsis muaj nyob ntawm ib feem peb ntawm qhov ceev tam sim no tseem ceeb. Qhov no lees paub tias qhov kev tsim void ua rau dendrite loj hlob.

Cov kws tshawb fawb tom qab ntawd tau khiav cov kev xam lej kom nkag siab txog lithium cuam tshuam li cas nrog cov hlau no, siv qhov peb paub txog seb tungsten thiab txhuas teb li cas rau lub zog thiab kev hloov pauv kub. Lawv tau ua pov thawj tias cov txheej txhuas yeej muaj feem ntau dua rau kev tsim cov voids thaum cuam tshuam nrog lithium. Kev siv cov kev xam lej no yuav ua rau nws yooj yim dua los xaiv lwm hom hlau los sim yav tom ntej.

Txoj kev tshawb fawb no tau qhia tias cov roj teeb electrolyte khov kho muaj kev ntseeg siab dua thaum muaj ib txheej hlau nyias nyias ntxiv rau ntawm electrolyte thiab anode. Cov kws tshawb fawb kuj tau qhia tias kev xaiv ib qho hlau dua lwm qhov, hauv qhov no tungsten es tsis yog txhuas, tuaj yeem ua rau cov roj teeb kav ntev dua. Kev txhim kho kev ua haujlwm ntawm cov roj teeb no yuav coj lawv mus ze rau kev hloov cov roj teeb electrolyte kua uas yooj yim hlawv tau hauv khw niaj hnub no.