Les batteries lithium-ion ne sont plus l. a. référence en matière de technologie des batteries, selon les chercheurs

L’utilisation du lithium métallique comme anode pour les batteries est l’une des choices les plus intelligentes avec une meilleure densité énergétique que les autres matériaux. Cependant, l’interface entre l’électrode et l’électrolyte présente de nombreux problèmes qui peuvent être résolus pour obtenir un résultat plus sûr et plus fonctionnel à l’avenir.

Les chercheurs souhaitent remplacer l’anode en graphite par une anode au lithium métallique pour construire un système de batterie avec une densité énergétique plus élevée. Cependant, l’anode métallique Li est instable et réagit facilement avec l’électrolyte pour former l’interphase électrolytique solide (SEI). Malheureusement, le SEI naturel est fragile et cassant, ce qui entraîne une durée de vie et des performances médiocres.

Ici, les chercheurs ont étudié une selection à Nature SEI, qui peut atténuer efficacement les réactions secondaires au sein du système de batterie. Los angeles réponse est ASEI : Interphase à électrolyte solide synthétique. ASEI corrige certains des problèmes affectant l’anode en métal nu au lithium pour fournir une supply d’énergie plus sûre, plus fiable et plus robuste qui peut être utilisée de manière plus fiable dans les véhicules électriques et d’autres packages similaires.

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans Matériaux et appareils énergétiques.

“Les applied sciences des batteries ont révolutionné notre mode de vie et sont étroitement liées à l. a. vie de chacun. Pour parvenir à une économie véritablement zéro carbone, des batteries plus performantes sont nécessaires pour remplacer les batteries lithium-ion actuelles”, a déclaré Yanyan Wang, auteur et chercheur de l’étude. étude. .

Les batteries au lithium métal (LMB) sont un tel candidat. Cependant, l’anode, le lithium métallique, réagit avec l’électrolyte et une couche de passivation, appelée interphase solide-électrolyte, se forme à l. a. floor du lithium métallique pendant le fonctionnement de l. a. batterie. Un autre problème avec l’anode au lithium métallique est appelé croissance de dendrite, qui apparaît pendant le chargement de l. a. batterie.

Les dendrites ressemblent à des buildings de branches d’arbres qui provoquent des dommages internes à l. a. batterie, entraînant des courts-circuits, de mauvaises performances et des risques potentiels pour l. a. sécurité. Ces faiblesses réduisent généralement le caractère pratique des LMB et posent certains défis qui doivent être résolus.

L’examen a fourni certaines stratégies qui peuvent être utilisées pour créer une anode au lithium métallique plus efficace et plus sûre. Pour améliorer l’anode au lithium métallique, les chercheurs ont découvert qu’il était nécessaire d’homogénéiser l. a. répartition des ions lithium, ce qui peut contribuer à réduire les dépôts dans les zones chargées négativement des batteries.

Cela réduira à son excursion l. a. formation de dendrites, ce qui peut empêcher l. a. carie prématurée et les courts-circuits. De plus, créer un moyen plus easy pour l. a. diffusion des ions lithium tout en garantissant que les couches sont électriquement isolées peut aider à maintenir l’intégrité de l. a. construction, à l. a. fois body et chimique, pendant le cycle de l. a. batterie. Plus necessary encore, l. a. réduction des contraintes entre l’électrode et l’interface électrolytique peut garantir un touch proper entre les couches, ce qui constitue un élément essentiel du fonctionnement de l. a. batterie.

Les stratégies qui semblent avoir le plus de potentiel sont les couches ASEI polymères et les couches ASEI hybrides inorganiques. Les couches polymères ont une capacité d’ajustement suffisante dans leur conception, l. a. résistance et l’élasticité étant facilement réglables.

Les couches polymères contiennent également des groupes fonctionnels similaires aux électrolytes, ce qui les rend hautement compatibles ; Cette compatibilité est l’un des domaines clés qui manquent aux autres composants. Les couches hybrides organiques-inorganiques sont les meilleures pour réduire l’épaisseur des couches et améliorer considérablement l. a. répartition des composants au sein des couches, améliorant ainsi les performances globales de l. a. batterie.

L’avenir des couches ASEI est prometteur mais nécessite quelques améliorations. Fondamentalement, les chercheurs souhaitent constater une amélioration de l’adhérence des couches ASEI à l. a. floor métallique, ce qui améliore généralement le fonctionnement et l. a. longévité de l. a. batterie.

D’autres domaines qui nécessitent une certaine consideration sont l. a. stabilisation de l. a. construction et de l. a. chimie au sein des couches, ainsi que l. a. réduction de l’épaisseur des couches pour améliorer l. a. densité énergétique des électrodes métalliques. Une fois ces problèmes résolus, l. a. course vers une batterie au lithium métal améliorée devrait être bien ouverte.

Fourni par Tsinghua College Press