Chaque coin se compose de différentes buildings d’électrolyte et d’interfaces d’électrolyte pour contribuer à los angeles conception pratique des électrodes de lithium métallique. Crédit : Yanyan Wang, Université d’Adélaïde
L’utilisation du lithium métallique comme anode pour les batteries est l’une des choices les plus intelligentes avec une meilleure densité énergétique que les autres matériaux. Cependant, l’interface entre l’électrode et l’électrolyte présente de nombreux problèmes qui peuvent être résolus pour obtenir un résultat plus sûr et plus fonctionnel à l’avenir.
Les chercheurs souhaitent remplacer l’anode en graphite par une anode au lithium métallique pour construire un système de batterie avec une densité énergétique plus élevée. Cependant, l’anode métallique Li est instable et réagit facilement avec l’électrolyte pour former l’interphase électrolytique solide (SEI). Malheureusement, le SEI naturel est fragile et cassant, ce qui entraîne une durée de vie et des performances médiocres.
Ici, les chercheurs ont étudié une selection à Nature SEI, qui peut atténuer efficacement les réactions secondaires au sein du système de batterie. L. a. réponse est ASEI : Interphase à électrolyte solide synthétique. ASEI corrige certains des problèmes affectant l’anode en métal nu au lithium pour fournir une supply d’énergie plus sûre, plus fiable et plus robuste qui peut être utilisée de manière plus fiable dans les véhicules électriques et d’autres programs similaires.
Les chercheurs ont publié leurs résultats dans Matériaux et appareils énergétiques.
“Les applied sciences des batteries ont révolutionné notre mode de vie et sont étroitement liées à los angeles vie de chacun. Pour parvenir à une économie véritablement zéro carbone, des batteries plus performantes sont nécessaires pour remplacer les batteries lithium-ion actuelles”, a déclaré Yanyan Wang, auteur et chercheur de l’étude. étude. .
Les batteries au lithium métal (LMB) sont un tel candidat. Cependant, l’anode, le lithium métallique, réagit avec l’électrolyte et une couche de passivation, appelée interphase solide-électrolyte, se forme à los angeles floor du lithium métallique pendant le fonctionnement de los angeles batterie. Un autre problème avec l’anode au lithium métallique est appelé croissance de dendrite, qui apparaît pendant le chargement de los angeles batterie.
Les dendrites ressemblent à des buildings de branches d’arbres qui provoquent des dommages internes à los angeles batterie, entraînant des courts-circuits, de mauvaises performances et des risques potentiels pour los angeles sécurité. Ces faiblesses réduisent généralement le caractère pratique des LMB et posent certains défis qui doivent être résolus.
L’examen a fourni certaines stratégies qui peuvent être utilisées pour créer une anode au lithium métallique plus efficace et plus sûre. Pour améliorer l’anode au lithium métallique, les chercheurs ont découvert qu’il était nécessaire d’homogénéiser los angeles répartition des ions lithium, ce qui peut contribuer à réduire les dépôts dans les zones chargées négativement des batteries.
Cela réduira à son excursion los angeles formation de dendrites, ce qui peut empêcher los angeles carie prématurée et les courts-circuits. De plus, créer un moyen plus easy pour los angeles diffusion des ions lithium tout en garantissant que les couches sont électriquement isolées peut aider à maintenir l’intégrité de los angeles construction, à los angeles fois body et chimique, pendant le cycle de los angeles batterie. Plus vital encore, los angeles réduction des contraintes entre l’électrode et l’interface électrolytique peut garantir un touch right kind entre les couches, ce qui constitue un élément essentiel du fonctionnement de los angeles batterie.
Les stratégies qui semblent avoir le plus de potentiel sont les couches ASEI polymères et les couches ASEI hybrides inorganiques. Les couches polymères ont une capacité d’ajustement suffisante dans leur conception, los angeles résistance et l’élasticité étant facilement réglables.
Les couches polymères contiennent également des groupes fonctionnels similaires aux électrolytes, ce qui les rend hautement compatibles ; Cette compatibilité est l’un des domaines clés qui manquent aux autres composants. Les couches hybrides organiques-inorganiques sont les meilleures pour réduire l’épaisseur des couches et améliorer considérablement los angeles répartition des composants au sein des couches, améliorant ainsi les performances globales de los angeles batterie.
L’avenir des couches ASEI est prometteur mais nécessite quelques améliorations. Fondamentalement, les chercheurs souhaitent constater une amélioration de l’adhérence des couches ASEI à los angeles floor métallique, ce qui améliore généralement le fonctionnement et los angeles longévité de los angeles batterie.
D’autres domaines qui nécessitent une certaine consideration sont los angeles stabilisation de los angeles construction et de los angeles chimie au sein des couches, ainsi que los angeles réduction de l’épaisseur des couches pour améliorer los angeles densité énergétique des électrodes métalliques. Une fois ces problèmes résolus, los angeles path vers une batterie au lithium métal améliorée devrait être bien ouverte.
Plus d’data:
Yayan Wang et al., Développement d’une interphase synthétique à l’état solide pour les électrodes métalliques Li : développements récents et views, Matériaux et appareils énergétiques (2023). est ce que je: 10.26599/EMD.2023.9370005
Fourni par Tsinghua College Press
los angeles quotation: Les batteries lithium-ion ne sont plus los angeles référence en matière de technologie des batteries, disent les chercheurs (16 novembre 2023) Récupéré le 16 novembre 2023 sur
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