Ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους ορισμένες μπαταρίες δεν αποδίδουν καλά είναι το λίθιο που περιέχουν
Ερευνητές από το Τεχνολογικό ΠανεπιστήμιοΗ Zhejiang στην Κίνα και το Εθνικό Εργαστήριο Argonne στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν αναπτύξει μια στρατηγική για την ανάκτηση του ανενεργού λιθίου στις ανόδους. Η νέα στρατηγική βασίζεται σε μια χημική αντίδραση γνωστή ως το οξειδοαναγωγικό δυναμικό του ιωδίου.
Η διεπαφή στερεού ηλεκτρολύτη (SEI) είναιένα στρώμα που σχηματίζεται στην άνοδο των μπαταριών ιόντων λιθίου κατά τους πρώτους λίγους κύκλους φόρτισης. Το στρώμα παθητικοποίησης παίζει κρίσιμο ρόλο στην απόδοση, τη σταθερότητα και την ασφάλεια της μπαταρίας.
Σε μια τυπική μπαταρία ιόντων λιθίου μεΜε μια συμβατική άνοδο γραφίτη, η στερεά διεπιφανειακή φάση ηλεκτρολύτη (SEI) αποτελείται συνήθως από LiF σε συνδυασμό με Li₂CO2, ανθρακικό αλκύλιο και άλλες ουσίες. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι, σε μπαταρίες μεταλλικών ανόδων λιθίου, η SEI αποτελείται κυρίως από Li₂O και όχι LiF. Σε αυτές τις μπαταρίες, η αλλαγή του όγκου της επίστρωσης Li μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη μηχανική ακεραιότητα και τον παθητικό ρόλο του SEI με βάση το Li₂O. Αυτό, με τη σειρά του, μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό «νεκρού λιθίου».
Σχήμα που συνοψίζει τη στρατηγική αποκατάστασης Li που ανέπτυξαν οι ερευνητές. Πίστωση: Jin et al. (Ενέργεια της Φύσης).
Μετά τη διεξαγωγή μελέτης, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τι ακριβώςΗ απώλεια λιθίου στο SEI και στα νεκρά σωματίδια λιθίου είναι οι κύριοι λόγοι για την υποβάθμιση της απόδοσης που παρατηρείται συχνά σε μεταλλικές μπαταρίες λιθίου. Αυτή η παρατήρηση τους ενέπνευσε να αναπτύξουν μια μέθοδο για τη μείωση του νεκρού λιθίου χρησιμοποιώντας την οξειδοαναγωγική χημική αντίδραση του ιωδίου.
Οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν μια πλήρως φορτισμένηκελί μπαταρίας με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα λιθίου στην άνοδο. Αυτό το κελί είχε διάρκεια ζωής 1000 κύκλους και πέτυχε την υψηλή απόδοση ενός συστήματος της Κολομβίας 99,9%.
Διαβάστε περισσότερα
Δημιουργήθηκε ο πρώτος ακριβής χάρτης του κόσμου. Τι συμβαίνει με όλους τους άλλους;
Δείτε ροές σκόνης του Άρη από το ελικόπτερο Ingenuity
Το ελικόπτερο Ingenuity απογειώνεται με επιτυχία στον Άρη
Παθητικοποιητικό στρώμα - φιλμστην επιφάνεια του μετάλλου, προστατεύοντας το μέταλλο από τη διάβρωση υπό συνθήκες όπου το μέταλλο είναι θερμοδυναμικά αντιδραστικό. Προκαλείται από το σχηματισμό προστατευτικών επιφανειακών ενώσεων κατά την αλληλεπίδραση του μετάλλου με τα συστατικά του περιβάλλοντος. Σύμφωνα με τη σύνθεσή τους, τα στρώματα παθητικοποίησης χωρίζονται σε στρώματα οξειδίου και είναι δυνατά στρώματα άλατος.