Vid den förhöjda temperaturen efter proteininnehållen elektrolytfyllning bildar proteinet en funktionell grupprik SEI på Li-anoden, vilket bygger en jämn Li + avlagring under cykling. Kredit:Journal of Energy Chemistry
Många studier fokuserade på att utveckla säkra och långtidscyklande Li-metallbatterier (LMB) har rapporterats. Det är dock fortfarande en utmaning att överföra dessa högpresterande LMB:er från laboratorieskala till industriell skala. De flesta studier på LMB är begränsade till att lösa problemet med Li-dendritbildning via ett in situ eller ex situ bildat lager på Li-anoden, medan bildningen och utvecklingen av den fasta elektrolytinterfasen (SEI), genom att imitera den praktiska produktionsprocessen för LMB:er , övervägs sällan.
Nyligen publicerade Chenxu Wang och medarbetare (från Washington State University) en forskningsartikel med titeln "Protein modified SEI formation and evolution in Li metal batteries" i Journal of Energy Chemistry .
Där rapporterade författarna bildandet av proteinmodifierade SEI på Li-anoder vid olika stillastående temperaturer. Dessutom undersöktes utvecklingen av de proteinmodifierade SEI:erna genom att kontrollera varaktigheten av stillaståendeprocessen. I synnerhet studerades utvecklingen av de kemiska komponenterna och vätningsbeteendet hos de modifierade SEI med en elektrolyt genom att kontrollera villkoren för stillaståendeprocessen.
Det visade sig att värmebehandlingen som användes för proteindenaturering ledde till mer oveckade kedjestrukturer, vilket bekräftades av simuleringsstudien. Den resulterande värmebehandlade-zein-modifierade (H-zein-modifierade) SEI visade bättre vätningsbeteende och snabbare SEI-bildning än det ouppvärmda provet (U-zein).
Dessutom uppvisade den symmetriska Li|Li-cellen med den H-zein-modifierade SEI en längre cykellivslängd (360 timmar) än den U-zein-modifierade SEI (260 timmar). Dessutom den symmetriska LiFePO4 /Li-cellen med H-zein-modifierad SEI uppvisade en mer stabil långtidscykelprestanda med en högre kapacitetsretention (70 %) än den för cellen med den U-zein-modifierade SEI (42 %) efter 200 cykler.
Därför kan höga och stabila bildningshastigheter uppnås med den H-zein-modifierade SEI efter en kort tids stillastående process. Som ett resultat uppnådde Li-anoden med den H-zein-modifierade SEI stabila långsiktiga cykelprestanda i symmetriska Li|Li och fulla celler. + Utforska vidare
