일부 배터리의 성능이 저하되는 주된 이유 중 하나는 배터리에 포함된 리튬 때문입니다.
공과 대학 연구원중국의 Zhejiang과 미국의 Argonne National Laboratory는 양극에서 비활성 리튬을 회수하기위한 전략을 개발했습니다. 새로운 전략은 요오드의 산화 환원 잠재력으로 알려진 화학 반응을 기반으로합니다.
고체 전해질 계면 (SEI)은처음 몇 번의 충전주기 동안 리튬 이온 배터리의 양극에 형성되는 층. 패시베이션 레이어는 배터리 성능, 안정성 및 안전에 중요한 역할을합니다.
일반적인 리튬 이온 배터리 셀에서기존의 흑연 양극에서 고체 전해질 계면 (SEI)상은 일반적으로 Li₂CO₃, 알킬 탄산염 및 기타 물질과 결합 된 LiF로 구성됩니다. 최근 연구에 따르면 리튬 금속 양극 배터리에서 SEI는 주로 LiF가 아닌 Li₂O로 구성됩니다. 이러한 배터리에서 Li 코팅의 부피를 변경하면 Li₂O 기반 SEI의 기계적 무결성 및 패시베이션 역할이 손상 될 수 있습니다. 이것은 차례로 "죽은 리튬"의 형성으로 이어질 수 있습니다.
연구자들이 개발 한 Li 회수 전략을 요약 한 그림. 출처 : Jin et al. (Energy of Nature).
연구를 수행 한 후 과학자들은 정확히SEI의 리튬 손실과 죽은 리튬 입자는 금속 리튬 배터리에서 흔히 볼 수있는 성능 저하의 주요 원인입니다. 이 관찰은 요오드의 산화 환원 화학 반응을 사용하여 죽은 리튬을 감소시키는 방법을 개발하는 데 영감을주었습니다.
과학자들은 완전히 충전 된양극에서 리튬 함량이 매우 낮은 배터리 셀. 이 전지는 1000주기의 수명을 가지며 Columbian 시스템의 99.9 %의 고효율을 달성했습니다.
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부동태화층 - 필름금속 표면에 금속이 열역학적으로 반응하는 조건에서 부식으로부터 금속을 보호합니다. 이는 금속이 환경 구성 요소와 상호 작용하는 동안 보호 표면 화합물이 형성되어 발생합니다. 그 구성에 따라 부동태화 층은 산화물 층과 염층으로 구분되며, 보다 복잡한 구성의 층도 가능합니다.