Электролит на основе бората-пирана, минимизирующий коррозию в литий-металлических батареях.
Электролиты являются ключевыми компонентами батареи, которые переносят частицы, несущие заряд (то есть ионы), туда и обратно между двумя электродами, что в конечном итоге позволяет батареям многократно заряжаться и разряжаться. Разработка и выявление перспективных электролитов может помочь улучшить производительность и свойства батарей, позволяя им лучше удовлетворять потребности электронной промышленности.
Литий-металлические батареи (LMB) представляют собой многообещающий класс батарей, которые, как было обнаружено, обладают множеством преимуществ, включая более длительное батарею использования. за одну зарядку. Однако электроды в этих батареях склонны к коррозии под воздействием некоторых химических веществ, что затрудняет разработку подходящих жидких электролитов для этих батарей.
Исследователи из Корейского института передовых наук и технологий (KAIST) и LG Energy Solution в Южной Корее недавно разработали новый жидкий электролит для LMB на основе обедненного бората-пирана. Их статья, опубликованная в журнале Nature Energy, показывает, что этот электролит может минимизировать коррозия в ЛКМ при сохранении их работоспособности.
«Литий-металлические батареи находятся в стадии разработки с целью максимизации плотности энергии батареи», — сказал он. Хи-Так Ким, один из исследователей, проводивших исследование, рассказал Tech Xplore. «Однако нынешнее препятствие заключается в электролите, который в настоящее время представляет собой вторую по весу долю в батарее. Чтобы эффективно реализовать высокую плотность энергии, необходимо уменьшить количество используемого электролита».
Недавняя работа Кима и его коллег черпает вдохновение из более ранней статьи исследовательской группы Стэнфордского университета, опубликованной в в конечном итоге приводят к обратимости металлических литиевых электродов.литиевые батареи создается на поверхности анодов в защитного слоя. Авторы данной статьи обнаружили, что набухание межфазной границы твердого электролита (SEI), Наука
«Вдохновленные этим открытием, мы попытались разработать стратегию создания SEI с минимальным набуханием жидкого электролита и, следовательно, с минимальной коррозией лития», — сказал он. — сказал Ким. «Чтобы литий-металлические батареи работали, должны быть выполнены два требования, а именно равномерное покрытие/зачистка лития и минимальная коррозия лития. Наша конструкция электролита отвечает обоим требованиям, создавая плотноупакованные, нанокристаллические и богатые неорганическими веществами SEI».
Электролит на основе бората-пирана, разработанный этой группой исследователей, обеспечивает антиосвальдовское созревание кристаллитов LiF в SEI. Этот процесс, в свою очередь, приводит к образованию SEI, а также к уменьшению защитных слоев’ набухание и, таким образом, минимизация электродов’ коррозия.
В будущем новый многообещающий жидкий электролит, выявленный Кимом и его коллегами, может быть протестирован в дальнейших экспериментах и интегрирован в другие LMB с различными конструкциями. Кроме того, эта недавняя работа может помочь в разработке дополнительных электролитов, тем самым способствуя текущим усилиям, направленным на создание более эффективных конструкций аккумуляторов.
«В нашей недавней статье подчеркивается решающая роль микроструктуры SEI в решении проблемы коррозии лития», — сказал он. Ким добавила. «Более того, микроструктура может быть стратегически реструктурирована за счет уникальной конструкции электролита. Конечная цель технологии литий-металлических аккумуляторов — создание безанодной литий-металлической батареи и обеспечение высокоскоростной зарядки. Наши усилия направлены на решение важнейших задач, связанных с воплощением этих передовых технологий в реальность».
Теги: батарея
