Jednym z głównych powodów słabej wydajności niektórych baterii jest zawartość litu
Naukowcy z PolitechnikiZhejiang w Chinach i Argonne National Laboratory w Stanach Zjednoczonych opracowały strategię odzyskiwania nieaktywnego litu z anod. Nowa strategia opiera się na reakcji chemicznej znanej jako potencjał redoks jodu.
Interfejs ze stałym elektrolitem (SEI) towarstwa, która tworzy się na anodzie akumulatorów litowo-jonowych podczas kilku pierwszych cykli ładowania. Warstwa pasywacji odgrywa kluczową rolę w wydajności, stabilności i bezpieczeństwie baterii.
W typowym ogniwie litowo-jonowym zW przypadku konwencjonalnej anody grafitowej interfejs ze stałym elektrolitem (SEI) zwykle składa się z LiF w połączeniu z Li₂CO₃, węglanem alkilu i innymi substancjami. Ostatnie badania wykazały, że w akumulatorach z anodą litowo-metalową SEI składa się głównie z Li₂O, a nie z LiF. W tych akumulatorach zmiana objętości powłoki Li może naruszyć mechaniczną integralność i pasywacyjną rolę SEI opartego na Li₂O. To z kolei może prowadzić do powstania „martwego litu”.
Rysunek podsumowujący strategię odzyskiwania Li opracowaną przez naukowców. Źródło: Jin i wsp. (Energia natury).
Po przeprowadzeniu badania naukowcy dowiedzieli się, co dokładnieUtrata litu w SEI i martwe cząstki litu to główne przyczyny pogorszenia wydajności często obserwowanego w przypadku metalowych baterii litowych. Ta obserwacja zainspirowała ich do opracowania metody redukcji martwego litu przy użyciu chemicznej reakcji redoks jodu.
Naukowcom udało się stworzyć w pełni naładowanyogniwo akumulatorowe o bardzo niskiej zawartości litu w anodzie. To ogniwo miało żywotność 1000 cykli i osiągnęło wysoką sprawność systemu kolumbijskiego wynoszącą 99,9%.
Czytaj więcej
Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?
Zobacz strumienie marsjańskiego pyłu z helikoptera Ingenuity
Helikopter Ingenuity z powodzeniem startuje na Marsie
Warstwa pasywacyjna – foliana powierzchni metalu, chroniąc metal przed korozją w warunkach, gdy metal jest reaktywny termodynamicznie. Jest to spowodowane tworzeniem się ochronnych związków powierzchniowych podczas oddziaływania metalu ze składnikami środowiska. W zależności od składu warstwy pasywujące dzielą się na warstwy tlenkowe i solne, możliwe są warstwy o bardziej złożonym składzie.