13:12 2022-01-19
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Membrana selectivă poate ciclă bateriile duble-ion mai aproape de realitate
_ Membrana selectivă poate ciclă dual- bateriile ionice mai aproape de realitate
Bateriile cu ioni de litiu sunt relativ sigure, de lungă durată, încărcare rapidă și mai bune pentru mediu decât bateriile nereîncărcabile — nu? Nu chiar. Mecanismul balansoarului care permite stocarea energiei comerciale folosește, în general, elemente din pământuri rare, cum ar fi nichelul și cobaltul.
Cercetătorii caută de mult timp baterii alternative care se laudă cu toate beneficiile versiunilor litiu-ion. dar includ avantaje ecologice și economice.
Acum, o echipă de la Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Academia Chineză de Științe (CAS), se apropie de o abordare îmbunătățită. Ei au oferit o soluție la ceea ce ei numesc o „problemă notorie” care face ca sistemul să funcționeze defectuos atunci când bateria se reîncarcă și se descarcă, numită ciclism.
Studiul lor a fost publicat în Advanced Materials pe 24 decembrie.
Bateriile duble-ion (DIB) au atras o atenție extinsă datorită configurației lor fără metale de tranziție, economiei și ecologice. „Implementarea practică a tehnologiei DIB este aproape stagnantă, în principal din cauza defecțiunii rapide a bateriei în timpul ciclării de înaltă tensiune”, a spus primul autor Jiang Hongzhu, doctorand la QIBEBT, CAS.
În DIB, încărcate pozitiv și negativ ionii se deplasează simultan de la electrolit - lichidul sau filmul care dispersează ionii unui material dizolvat și îi conduce electric printr-un spațiu - la electrodul opus. „Problema notorie”, potrivit lui Jiang, este solventul utilizat în electrolitul care poate fi introdus în straturile de grafit ale electrozilor din cauza interacțiunilor anioni-solvent.
„În cele din urmă, această co-intercalare a solventului are ca rezultat exfolierea și pulverizarea cu grafit la potențial ridicat, în special în electroliții carbonatați liniari larg utilizați", a spus Jiang. Ea a remarcat, de asemenea, că ciclul de înaltă tensiune poate duce și la oxidarea electroliților instabili termodinamic. Strategiile anterioare care se concentrează pe îmbunătățirea stabilității electroliților nu au abordat în mod eficient problema critică a co-intercalării solvenților.
Pentru a preveni co-intercalarea și coroziunea electroliților, cercetătorii au trebuit să decupleze anionii încărcați negativ de solvent. . O abordare viabilă este reglarea structurii de solvatare anionică prin introducerea unei alte componente care posedă o interacțiune mai puternică cu anionii decât solvenții carbonatați în electrolit.
Cercetătorii s-au concentrat pe hexafluorofosfat, o componentă anioică din bateriile cu ioni de litiu. Ei au folosit un monomer important care conține motive cuaternare de amoniu - care sunt încărcate pozitiv - pentru a dezvolta o membrană de electrolit polimeric care poate filtra selectiv anionii. A rezultat o stabilitate superbă a ciclului cu o eficiență coulombică de 99% la tensiune înaltă.
„Această strategie inhibă semnificativ co-intercalarea solvenților, precum și sporește rezistența la oxidare a electrolitului, asigurând integritatea structurală a grafit”, a spus autorul lucrării Cui Guanglei, profesor la QIBEBT, CAS. „Credem că facilitarea desolvației anionilor este crucială pentru a îmbunătăți performanța ciclică lungă în DIB.”
Comentarii:
Adauga Comentariu