Важный элемент литий-ионного аккумулятора - защитный слой на отрицательном электроде, который формируется в результате разложения электролита. В западной литературе его называют solid electrolyte interphase (SEI). Эта пассивирующая пленка сообщает достаточно сопротивления, чтобы ограничить разложение электролита.

 

Однако в процессе использования аккумулятора она растет, что приводит к снижению емкости батареи и повышению сопротивляемости, пишет ZME Science.

Вот почему литий-металлические батареи не служат дольше - их фаза растет и она не стабильна.

 

 

Со временем на литиевом электроде нарастают игольчатые дендриты, которые снижают производительность аккумулятора и его безопасность.

 

Чтобы обойти это препятствие, американским инженерам пришлось разработать новый SEI - реактивный полимерный композит из литиевой соли, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Многочисленные слои этого полимера «цепляются» за поверхность металлического лития, словно когти, так что он не вступает в реакцию с молекулами электролита.

Кроме того, реактивный полимер уменьшает вес и затраты на производство батарей.

 

литий-ионные аккумуляторы полимерная пленка композит
Реактивный полимерный композит, изображающий электрохимическую границу раздела между литий-металлическим анодом и электролитом, стабилизируется с помощью реактивного полимерного композита. (LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2). Чтобы обойти это препятствие, инженеры разработали новый SEI - химически активный полимерный композит, состоящий из полимерной соли лития, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Многие тонкие слои этого полимера реагируют, образуя когтистую связь с поверхностью металлического лития, так что он не вступает в реакцию с молекулами электролита. Это было достигнуто путем контроля поверхности лития на уровне отдельных атомов и молекул.

«При наличии более стабильного стоя SEI можно удвоить плотность энергии современных аккумуляторов, увеличить их срок службы и надежность», — убежден профессор Ван Дунхай, руководивший проектом.

 

 

Реактивный полимерный композит, изображающий электрохимическую границу раздела между металлическим анодом лития и электролитом, стабилизируется с помощью химически активного полимерного композита.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!