L'une des principales raisons pour lesquelles certaines batteries fonctionnent mal est que le lithium qu'elles contiennent
Chercheurs de l'Université de TechnologieZhejiang en Chine et Argonne National Laboratory aux États-Unis ont développé une stratégie de récupération du lithium inactif dans les anodes. La nouvelle stratégie est basée sur une réaction chimique connue sous le nom de potentiel redox de l'iode.
L'interface d'électrolyte solide (SEI) estune couche qui se forme sur l'anode des batteries lithium-ion lors des premiers cycles de charge. La couche de passivation joue un rôle essentiel dans les performances, la stabilité et la sécurité de la batterie.
Dans une cellule de batterie lithium-ion typique avecAvec une anode en graphite classique, la phase interfaciale d'électrolyte solide (SEI) est généralement constituée de LiF en combinaison avec du Li₂CO carbon, du carbonate d'alkyle et d'autres substances. Des recherches récentes ont montré que, dans les batteries à anode au lithium métal, SEI est principalement composé de Li₂O plutôt que de LiF. Dans ces batteries, changer le volume du revêtement Li peut compromettre l'intégrité mécanique et le rôle de passivation du SEI à base de Li₂O. Ceci, à son tour, peut conduire à la formation de "lithium mort".
Figure résumant la stratégie de récupération du Li développée par les chercheurs. Crédit: Jin et al. (Energy of Nature).
Après avoir mené une étude, les scientifiques ont découvert quoi exactementLa perte de Li dans le SEI et les particules de lithium mortes sont les principales raisons de la dégradation des performances souvent observée dans les batteries au lithium métal. Cette observation les a incités à développer une méthode de réduction du lithium mort en utilisant la réaction chimique redox de l'iode.
Les scientifiques ont pu créer uncellule de batterie avec une très faible teneur en lithium dans l'anode. Cette cellule avait une durée de vie de 1000 cycles et a atteint le haut rendement d'un système colombien de 99,9%.
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Couche passivante - filmsur la surface du métal, protégeant le métal de la corrosion dans des conditions où le métal est thermodynamiquement réactif. Elle est causée par la formation de composés protecteurs de surface lors de l’interaction du métal avec les composants de l’environnement. Selon leur composition, les couches de passivation sont divisées en couches d'oxyde et de sel ; des couches de composition plus complexe sont possibles.