Прорыв в интерфейсных компонентах твердого электролита литиевых батарей

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 Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики в NatureCatalysis, исследовательская группа достигла прорыва в химическом составе границы раздела твердого электролита (твердый электронный электролит, SEI) 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 занимаются взломом литий-ионной батареи SEI, но знают только, что формирование батареи будет формировать SEI, когда она перезаряжается, и на графитовом электроде будет образована пленка толщиной в тысячу миллиардов миллиметров. , и пленка 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 узнать его химические свойства и независимые правила состава, они смогут повысить эффективность батареи с помощью SEI.

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.