Анализ компонентов интерфейса твердого электролита в литиевых батареях

Хотя сегодня литий-ионные батареи являются основным средством накопления энергии, фундаментальные молекулярные и атомные науки о заряде и разряде все еще остаются загадкой. Согласно исследованию Национальной лаборатории аргона по природному катализу Министерства энергетики США, исследовательская группа достигла прорыва в химическом составе границы раздела твердого электролита между электродом и жидким электролитом.

Это поможет улучшить способность команды прогнозировать срок службы батареи, что имеет решающее значение для производителей электромобилей, - сказал Душан Стрмчник, инженер-химик из отдела материаловедения Аргоннской национальной лаборатории.

Ученые давно работают над взломом литий-ионного аккумулятора SEI, но знают только, что когда аккумулятор заряжен, образуется SEI, а на графитовом электроде образуется пленка толщиной в миллион миллионов миллиметров, которая может защитить интерфейс от вредных реакций. . В то же время ионы лития перемещаются между электродами и электролитами, поэтому для литий-ионных аккумуляторов надлежащая работа SEI является необходимым условием. Стрмчник отметил, что эффективность и срок службы батареи зависят от качества SEI. Если ученые смогут выяснить его химические свойства и независимые правила состава, SEI сможет повысить эффективность батареи.

Поэтому Аргоннская национальная лаборатория сформировала международную исследовательскую группу с Копенгагенским университетом, Дания, Техническим университетом Мюнхена, Германия, и BMW Group, и успешно исследовала фторид лития, обычное химическое вещество литий-ионных аккумуляторов SEI.

Эксперименты и расчеты показывают, что во время зарядки аккумулятора происходят электрохимические реакции с фтористым водородом, фторид лития превращается из электролита в твердое состояние и образуется водород. Такие реакции в значительной степени зависят от материалов электродов, таких как графит, графен и металлы, доказывают важность использования катализаторов в батареях.

Команда также разработала новый метод определения концентрации фтороводорода. Поскольку фтористый водород является вредным веществом, образованным влагой и литиевой солью (LiPF6), этот метод обнаружения является ключевым для будущих научных исследований SEI. Исследователь Ненад Маркович сказал, что в будущем исследование будет проверено в Исследовательском центре аккумуляторов BMW. Следующим шагом в исследовании является разработка новой технологии литий-ионных аккумуляторов, которая сегодня откроет новый путь для литий-ионных аккумуляторов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.