Upphovsman:CC0 Public Domain
Kinetiken för Li-joner transporterar över elektrolyten och SEI är vanligtvis det hastighetsbestämmande steget i Li-plätering-strippningsprocessen. Innan galvanisering på anodytan, Li-joner migrerar från en katod till en anod genom porer i en separator som är fylld med elektrolyter. Metallytan Li som vetter mot porerna i separatorn blir berikad med Li-joner på grund av deras ansamling inuti porerna. Således, den färska Li-metallen avsätter selektivt på dessa regioner med en högre koncentration av Li-joner, bildar en ojämn Li -metallyta, samt dendritisk Li -tillväxt.
Nyligen, forskargruppen för professor Hengxing Ji vid University of Science and Technology of China presenterar ett beläggningsskikt bildat av COF-LZU1-partiklar på en kommersiell separator av polypropen (PP) för att omfördela Li-jonerna som passerar genom PP-porerna.
Mellanskiktet innefattar tätt packade partiklar av en Schiff-bas kovalent organisk ram (COF) COF-LZU1, som är en elektronisk isolator med hög kemisk och termisk stabilitet som innehåller välinriktade kanaler med ~ 1,8 nm i diameter. Nanokanalerna i COF-LZU1-partiklarna i beläggningsskiktet hindrar migrationen av anjoner mellan elektroderna, vilket leder till ett högt litiumjonöverföringsnummer på 0,77 ± 0,01, som länge har ansetts öka Li -batteriernas energieffektivitet.
Dessutom, Li-joner rör sig genom COF-LZU1-lagret, analogt med pärlor som passerar genom en Galton Board. Denna process, för ett stort antal pärlor, statistiskt närmar sig normalfördelningen. I detta avseende, COF-LZU1-skiktet tjänar till att effektivt omfördela Li-jonerna som passerar genom porerna i den kommersiella separatorn för att ge en enhetlig fördelning, som kan förvandla den mossiga eller dendritiska Li till en jämn Li -avsättning, vilket förbättrar batteriets prestanda. Mekanismen för beteendet hos COF-LZU1-skiktet kan utökas till olika typer av porösa material för att reglera jonfördelningar i olika energilagrings- eller omvandlingssystem.