Yksi tärkeimmistä syistä, miksi jotkut akut toimivat huonosti, on niiden sisältämä litium
Tutkijat teknillisestä yliopistostaZhejiang Kiinassa ja Argonnen kansallinen laboratorio Yhdysvalloissa ovat kehittäneet strategian passiivisen litiumin talteenottamiseksi anodeissa. Uusi strategia perustuu kemialliseen reaktioon, joka tunnetaan jodin redox-potentiaalina.
Kiinteän elektrolyytin rajapinta (SEI) onkerros, joka muodostuu litiumioniakkujen anodille muutaman ensimmäisen lataussyklin aikana. Passivointikerroksella on kriittinen rooli akun suorituskyvyssä, vakaudessa ja turvallisuudessa.
Tyypillisessä litiumioniakkukennossaTavanomaisella grafiittianodilla kiinteä elektrolyyttirajapinta (SEI) -faasi koostuu yleensä LiF: stä yhdessä Li2C02: n, alkyylikarbonaatin ja muiden aineiden kanssa. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että litiummetallianodiakkuissa SEI koostuu pääasiassa Li2O: sta eikä LiF: stä. Näissä paristoissa Li-pinnoitteen tilavuuden muuttaminen voi vaarantaa Li SEO-pohjaisen SEI: n mekaanisen eheyden ja passivointiroolin. Tämä puolestaan voi johtaa "kuolleen litiumin" muodostumiseen.
Kuvio, jossa esitetään yhteenveto tutkijoiden kehittämästä Li-palautumisstrategiasta Luotto: Jin et ai. (Luonnon energia).
Tutkimuksen jälkeen tutkijat selvittivät mitä tarkalleenLiittohäviö SEI: ssä ja kuolleet litiumhiukkaset ovat tärkeimmät syyt suorituskyvyn heikkenemiseen, joka usein näkyy metallilitiumparistoissa. Tämä havainto innoitti heitä kehittämään menetelmän kuolleen litiumin pelkistämiseksi käyttämällä jodin redoksikemiallista reaktiota.
Tutkijat pystyivät luomaan täysin ladatunparistokenno, jonka anodissa on erittäin vähän litiumpitoisuutta. Tämän kennon elinikä oli 1000 sykliä ja se saavutti Columbian järjestelmän korkean hyötysuhteen, 99,9%.
Lue lisää
Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?
Katso Marsin pölyvirrat Ingenuity-helikopterista
Nerokkuuden helikopteri lähtee onnistuneesti Marsista
Passivoiva kerros - kalvometallin pinnalla suojaamalla metallia korroosiolta olosuhteissa, joissa metalli on termodynaamisesti reaktiivinen. Se johtuu suojaavien pintayhdisteiden muodostumisesta metallin vuorovaikutuksessa ympäristön komponenttien kanssa. Koostumuksensa mukaan passivoivat kerrokset jaetaan oksidi- ja suolakerroksiin, joiden koostumus on monimutkaisempi.