Die Autoren der neuen Arbeit fanden heraus, dass die Dotierung des Kathodenmaterials mit einer ionischen Flüssigkeit hilft
Lithium-Metall-Batterien sind vielversprechendEnergiespeichertechnologie, da reines Lithium eine unglaublich hohe Energiedichte bietet. Wenn Sie statt Graphit und Kupfer Lithium verwenden, dann führt dies zu einer deutlichen Leistungssteigerung. So können beispielsweise Smartphones mehrere Tage arbeiten.
Es gibt jedoch ein Problem: Lithium-Metall-Batterien sind instabil. Die Autoren der neuen Arbeit haben herausgefunden, wie dieses Problem gelöst werden kann – indem flüssige Komponenten durch feste ersetzt werden.
Zum Beispiel das Design von Festkörperbatterienschreibt vor, dass Lithium-Ionen, die eine Ladung tragen, durch ein Festelektrolytmaterial hindurchgehen und nicht durch ein flüssiges. Dies hat seine Nachteile – Instabilität an der Grenze zwischen dem Festelektrolyten und den Batterieelektroden.
Die Autoren der neuen Arbeit entschieden sich für eine Quasi-Festkörper-Elektrode, die in einer Festkörper-Lithium-Metall-Batterie verwendet werden kann.
Die Forscher arbeiteten mit einem der Kandidaten fürFestelektrolyt – LLCO. Es interagiert relativ gut mit Lithiummetallanoden, verursacht jedoch bei Interaktion mit herkömmlichen Kathoden einen hohen Widerstand. Die Idee bestand darin, den Kontakt zwischen dem festen Keramikelektrolyten und der Kathode zu verbessern und den Widerstand zu verringern – dazu fügten die Autoren eine ionische Flüssigkeit, ein flüssiges Salz, bei Raumtemperatur hinzu.
Dadurch füllte die Flüssigkeit die StrukturHohlräume und verbesserter Festelektrolytkontakt in Lithium-Metall-Batterien. Der Batterieprototyp zeigte eine beeindruckende Stabilität und behielt 80 % seiner Kapazität über 100 Lade- und Entladezyklen bei 60 °C bei.
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