Schematisk graf och experimentella data som visar litiumdendrit -förebyggande effekt av 10 viktprocent HSCE. Schematisk graf och experimentella data som visar antikorrosionseffekten av 10 viktprocent HSCE. Upphovsman:Zhang Xinbo
Traditionella litiumjonbatterier kan inte tillgodose en ökande efterfrågan på storskalig elförbrukning. Uppladdningsbart aprotiskt litium-syre (Li-O 2 ) batterier har blivit potentiella kandidater på grund av deras ultrahöga teoretiska energitäthet, vilket är ungefär tio gånger så mycket som litiumjonbatterier. Litiummetall som anod är en av nyckelfaktorerna för att få så hög specifik kapacitet.
Dock, användningen av en litiummetallanod utlöser oundvikligen allvarliga säkerhetsproblem eftersom dendrittillväxten av litium kommer att genomborra separatorn och ge upphov till en kortslutningsbrand. Vidare, den halvöppna naturen samt den oxiderande miljön i Li-O 2 batterier kommer att orsaka allvarligare parasitiska sidreaktioner, vilket hindrar utvecklingen av Li-O 2 batterier. Därför, Det är viktigt att ta reda på hur man effektivt skyddar litiummetallanoden för Li-O 2 batterier.
Nyligen, ett forskargrupp ledd av Zhang Xinbo från Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC) från Chinese Academy of Sciences utvecklade en elektrolytregleringsstrategi genom in situ -koppling av CF 3 SÅ 3 - på hydrofoba kiseldioxidkolloidala partiklar via elektrostatiska interaktioner för att förhindra litiumdendrittillväxt och korrosion. Dessa resultat publicerades i Materia den 28 augusti.
Forskarna fann att denna strategi kunde koppla anjonen med nanosilika via elektrostatisk interaktion och därmed undvika bildandet av ett starkt elektriskt fält under litiumavsättningsprocessen.
En hydrofob kiseldioxidkolloidelektrolyt (HSCE) med en låg diffusionskoefficient på 10 viktprocent tillsammans med kiseldioxidens hydrofoba egenskap ledde till en 980 gånger bättre korrosionseffekt, vilket minskar litiumkorrosion i Li-O kraftigt 2 batterier. Dessutom, genom att använda 10 viktprocent HSCE, stabil och lång livslängd elektrokemisk prestanda erhölls i dessa batterier.
"Vi tror att denna omfattande och effektiva skyddsstrategi kan väcka mer inspiration i metoder för elektrolytreglering, på så sätt uppnå bättre elektrokemisk prestanda, sa Zhang.
Denna studie ger också en effektiv elektrolytregleringsstrategi för att lösa problem med dendrit och korrosion i alkali-O 2 batterier och alkaliluftbatterier. Dessa batterier har potential för god elektrokemisk prestanda i praktiska tillämpningar, och kommer att bidra till att frigöra den stora potentialen hos alkalimetallanoder.
