Een van de belangrijkste redenen waarom sommige batterijen slecht presteren, is het lithium dat ze bevatten
Onderzoekers van de Technische UniversiteitZhejiang in China en Argonne National Laboratory in de Verenigde Staten hebben een strategie ontwikkeld voor het terugwinnen van inactief lithium in anodes. De nieuwe strategie is gebaseerd op een chemische reactie die bekend staat als het redoxpotentieel van jodium.
Vaste elektrolyt grensvlak (SEI) iseen laag die zich tijdens de eerste paar oplaadcycli op de anode van lithium-ionbatterijen vormt. De passiveringslaag speelt een cruciale rol bij de prestaties, stabiliteit en veiligheid van de batterij.
In een typische lithium-ionbatterijcel metMet een conventionele grafietanode bestaat de fase van het vaste elektrolytgrensvlak (SEI) meestal uit LiF in combinatie met Li₂CO₃, alkylcarbonaat en andere stoffen. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat SEI in lithium-metaalanodebatterijen voornamelijk bestaat uit Li₂O in plaats van LiF. In deze batterijen kan het veranderen van het volume van de Li-coating de mechanische integriteit en passiveringsrol van de op Li₂O gebaseerde SEI in gevaar brengen. Dit kan op zijn beurt leiden tot de vorming van "dood lithium".
Figuur met een samenvatting van de Li-herstelstrategie ontwikkeld door de onderzoekers. Krediet: Jin et al. (Energy of Nature).
Na het uitvoeren van een onderzoek kwamen wetenschappers erachter wat preciesLi-verlies in SEI en dode lithiumdeeltjes zijn de belangrijkste redenen voor de prestatievermindering die vaak wordt gezien bij metalen lithiumbatterijen. Deze observatie inspireerde hen om een methode te ontwikkelen om dood lithium te verminderen met behulp van de redox-chemische reactie van jodium.
Wetenschappers waren in staat om een volledig opgeladen batterij te creërenbatterijcel met een zeer laag lithiumgehalte in de anode. Deze cel had een levensduur van 1000 cycli en behaalde het hoge rendement van een Colombiaans systeem van 99,9%.
Lees verder
De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?
Zie stromen van Marsstof vanuit de Ingenuity-helikopter
Vindingrijkheidshelikopter stijgt met succes op op Mars
Passiverende laag - filmop het oppervlak van het metaal, waardoor het metaal wordt beschermd tegen corrosie onder omstandigheden waarin het metaal thermodynamisch reactief is. Het wordt veroorzaakt door de vorming van beschermende oppervlakteverbindingen tijdens de interactie van het metaal met de componenten van de omgeving. Afhankelijk van hun samenstelling zijn passiveringslagen verdeeld in oxide- en zoutlagen met een complexere samenstelling.