一部のバッテリーの性能が低下する主な理由の 1 つは、バッテリーに含まれるリチウムです。
工科大学の研究者中国の浙江省と米国のアルゴンヌ国立研究所は、アノードの不活性リチウムを回収するための戦略を開発しました。新しい戦略は、ヨウ素の酸化還元電位として知られている化学反応に基づいています。
固体電解質界面（SEI）は最初の数回の充電サイクル中にリチウムイオン電池のアノードに形成される層。パッシベーション層は、バッテリーの性能、安定性、安全性において重要な役割を果たします。
典型的なリチウムイオン電池セルでは従来のグラファイトアノードでは、固体電解質界面（SEI）相は通常、LiFとLi2CO3、炭酸アルキルおよびその他の物質の組み合わせで構成されます。最近の研究によると、リチウム金属アノード電池では、SEIは主にLiFではなくLi2Oで構成されています。これらのバッテリーでは、Liコーティングの量を変更すると、LiSEOベースのSEIの機械的完全性と不動態化の役割が損なわれる可能性があります。これは、順番に、「死んだリチウム」の形成につながる可能性があります。
研究者によって開発されたLi回収戦略を要約した図。クレジット：Jin et al。（Energy of Nature）。
研究を行った後、科学者は正確に何を見つけましたSEIでのリチウム損失と死んだリチウム粒子が、金属リチウム電池でよく見られる性能低下の主な理由です。この観察は、ヨウ素の酸化還元化学反応を使用して死んだリチウムを減らす方法を開発するように彼らを刺激しました。
科学者は完全に充電されたものを作成することができましたアノードのリチウム含有量が非常に少ないバッテリーセル。このセルの寿命は1000サイクルで、コロンビアのシステムの99.9％の高効率を達成しました。
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不動態化層 - フィルム金属の表面に付着し、金属が熱力学的に反応する条件下で金属を腐食から保護します。これは、金属と環境の成分との相互作用中に保護表面化合物が形成されることによって引き起こされます。不動態化層はその組成に応じて酸化物層と塩層に分けられますが、より複雑な組成の層も可能です。