Изследователски екип от Южна Корея е разработил нова технология, която значително подобрява стабилността на свръхтънките метални аноди с дебелина само 20 µm. Новият метод, използващ електролитни добавки, решава проблемите с малката продължителност на живота и несигурността на литиево-металните батерии, които възпрепятстват тяхната комерсиализация.
Литиево-металните аноди имат десет пъти по-голям капацитет от много по-разпространените графитни аноди, както и нисък стандартен електроден потенциал. Широкото им използване обаче е възпрепятствано от склонността им да образуват дендрити, което води до къси съединения и топлинно прекъсване, което от своя страна води до проблеми с експлоатационния срок и безопасността. Освен това, поради разширяването на обема, пасивиращият слой (SEI) многократно се разрушава и възстановява, което води до бързо изчерпване на електролита.
Предишни изследвания показаха, че литиевият флуорид, поради високата си механична якост, спомага за подобряване стабилността на литиево-металните аноди. Неотдавна друга група учени установи, че среброто също спомага за равномерното отлагане на лития. Досега обаче изследователите така и не откриха една-единствена добавка, способна да образува едновременно сребро и литиев флуорид върху анодната повърхност.
Като решение на проблема с образуването на дендрити и ниската продължителност на живота, изследователите от Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology разработиха електролитна добавка на базата на сребърен трифлуорометансулфонат (AgTFMS). Анализите на повърхността потвърдиха, че използването на електролит, съдържащ AgTFMS, води до едновременното образуване на сребърен и литиев флуорид върху повърхността на литиевия метал.
В същото време независим екип от учени анализира енергията на взаимодействие между лития и среброто, разкривайки основния механизъм за повишаване на стабилността.
Те установиха, че SEI слоят успешно повишава стабилността на свръхтънките (20 μm) литиевометални аноди и експериментално потвърдиха, че образуването на дендрити може да бъде ефективно потиснато и животът на батерията може да бъде увеличен повече от седем пъти в сравнение с конвенционалната система.
„Чрез формиране на високоефективен SEI слой с помощта на прост подход разработихме технология, която подобрява както живота, така и ефективността на литиевите батерии“, казва Ю Джонг-сеон, ръководител на изследователския екип. – Очакваме това постижение да ускори комерсиализацията на литиево-металните батерии като устойчиви системи за съхранение на енергия в различни приложения, включително електромобилите, безпилотните летателни апарати и корабите.“
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
