Наука

Вчені відновили «мертвий» літій в батареях

Літій-іонні акумулятори використовуються для харчування широкого спектра пристроїв, включаючи смартфони, ноутбуки, планшети й камери. Попри свої переваги, такі батареї не завжди зберігають свою працездатність. Вчені описали нову стратегію по відновленню літію в статті для журналу Nature Energy.

Малюнок, що узагальнює стратегію відновлення Li, розроблену дослідниками. Надано: Джин і ін. (Енергія природи).

Одна з основних причин зниження продуктивності деяких батарей — в тому, що літій іноді стає неактивним, або «мертвим». Він може викликати зниження місткості та тепловий пробій. В кінцевому підсумку це може скоротити термін служби батареї та погіршити її характеристики.

Дослідники з Технологічного університету Чжецзян в Китаї й Аргонської національної лабораторії в США розробили стратегію відновлення неактивного літію в анодах. Нова стратегія заснована на хімічній реакції, відомої як окислювально-відновний потенціал йоду.

Міжфазна фаза твердого електроліту (SEI) – це шар, який утворюється на аноді літій-іонних батарей під час перших кількох циклів зарядки. Пасивуючий шар грає вирішальну роль в забезпеченні ефективності, стабільності та безпеки батарей.

У типовому літій-іонному акумуляторному елементі зі звичайним графітовим анодом міжфазна фаза твердого електроліту (SEI) зазвичай складається з LiF в поєднанні з Li2CO3, алкіл карбонатом і іншими речовинами. Недавні дослідження показали, що в батареях з металевим літієвим анодом SEI в основному складається з Li2O, а не з LiF. У цих батареях зміна обсягу Li-покриття може поставити під загрозу механічну цілісність і пасивуючу роль SEI на основі Li2O. Це, своєю чергою, може привести до утворення «мертвого літію».

Провівши дослідження, вчені з’ясували, що саме втрата Li в SEI та мертві частинки літію є основними причинами зниження продуктивності, часто спостерігається в металевих літієвих батареях. Це спостереження надихнуло їх на розробку методу відновлення мертвого літію з використанням окисно-відновної хімічної реакції йоду.

Вчені змогли створити повністю заряджений акумуляторний елемент з дуже невеликим вмістом літію в аноді. У цій осередку термін служби становив 1000 циклів і досягнув високої ефективності колумбійської системи 99,9%.

Натхнення: hightech.fm


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments