Бескарбонатный электролит придаёт импульс литий-ионным батареям

Coatings Today
21.05.2018 328

Обычные электролиты на основе карбоната обеспечивают поток заряда между анодом и катодом в литий-ионных батареях. И хотя этот подход оставался успешным в течение последних трех десятилетий, обычные электролиты ограничены при более высоких напряжениях и температурах. Электролиты на основе карбонатов также легко воспламеняются и являются слишком внутренне неустойчивыми для использования с более агрессивными химическими веществами. Теперь же, учёные из Исследовательской лаборатории армии США, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Городского университета Нью-Йорка придумали альтернативу электролита, не содержащего карбонатов, – дешёвую, безопасную и лучше работающую при высоких напряжениях и температурах.

Для разрешения этой проблемы на химическом уровне, вместо использования добавок была разработана новая система бескарбонатных электролитов, которая демонстрирует превосходные характеристики цикличности, по сравнению с современным уровнем техники.

В отличие от карбонатных электролитов, выделяющих двуокись углерода в условиях высокого напряжения, температуры или кислотности, новый электролит на основе простой двухкомпонентной системы растворителя, сульфолана и соли литий-бис (фторсульфонил) имид (LiFSI) не выделяет газ даже при окислении. Высокопроводящая литиевая соль образует уникальные интерфазы (межфазные поверхности) как на положительных графитовых анодах, так и на высоковольтных отрицательных катодах. На аноде богатая LiF интерфаза подавляет совместную интеркаляцию растворителя и эксфолиацию графита.

Исследователи и раньше были осведомлены о привлекательных свойствах сульфолана в качестве электролитного растворителя, таких как отличная окислительная и высокотемпературная стабильность, низкая стоимость и высокая диэлектрическая проницаемость (постоянная).

Но они также осознали и его очевидный недостаток – неспособность работать с графитовыми анодами. Однако, используя сульфолан в сочетании с LiFSI, исследователи продемонстрировали стабильности электролита с графитовым анодом и высоковольтным катодом даже в большом количестве циклов зарядки и разрядки. Более того, сульфолан дешев и легко доступен, потому что он используется для очистки природного газа и других нефтепродуктов.

Тем не менее, остаются и другие задачи на будущее в этом вопросе. Например, предстоит решить такие проблемы, как вязкость электролита, плохое поведение при смачивании и производительность при низких температурах. Хотя и высказывается надежда, что с этими недостатками должно успешно справиться сочетание сорастворителей и добавок.

Другим серьёзным препятствием является промышленное расширение производства соли, которое уже началось и привело к значительному снижению стоимости в лабораторных условиях.

В настоящее время исследователи активно работают над оптимизацией электролита с сорастворителями и добавками, изучая его использование с литиевыми металлическими анодами, что уже свидетельствует о дальнейших перспективах.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Инновации в смазке от компании Layton Technologies
Инновации в смазке от компании Layton Technologies
За последние годы производители аэрокосмических компонентов столкнулись с рядом проблем, когда им необходимо было смазать…
Coatings Today
12.03.2018
260
Южная Корея разработает комплекс плавучих ветряных электростанций мощностью 12ГВт к 2030г
Южная Корея разработает комплекс плавучих ветряных электростанций мощностью 12ГВт к 2030г
Компании Total и Macquarie’s Green Investment Group (GIG) объединяются для разработки пяти крупных плавучих ветряных…
Coatings Today
30.09.2020
275
Графен для сокращения коррозии в трубопроводе
Графен для сокращения коррозии в трубопроводе
Исследователи из Манчестерского Университета и Института электросварки в Кембридже недавно разработали способ включения графена в…
Coatings Today
07.09.2018
368
Эффективность восстановления эпоксидных покрытий
Эффективность восстановления эпоксидных покрытий
При разработке высокочувствительного самовосстанавливающегося покрытия применяли систему двойных капсул на основе полимочевины. Характеристики восстанавливающего агента…
Coatings Today
28.10.2021
86
Антимикробная технология
Антимикробная технология
Axalta поставит E & R Powder Coating более 7000 фунтов порошковых покрытий Alesta AM для…
Coatings Today
27.04.2020
329
Новые экономичные и долговечные антикоррозионные и антибактериальные покрытия
Новые экономичные и долговечные антикоррозионные и антибактериальные покрытия
Недавно ученые получили из каолина цеолит со структурой NaP и подвергли его катионообменному процессу, чтобы…
Coatings Today
17.10.2019
431
Оптическое покрытие, не имеющее аналогов
Оптическое покрытие, не имеющее аналогов
Резонансное оптическое покрытие Фано может пропускать и отражать свет с одинаковой длиной волны, что стало…
Coatings Today
18.03.2021
601
“Hexcel” запускает быстро твердеющий препрег для обработки при низком давлении
“Hexcel” запускает быстро твердеющий препрег для обработки при низком давлении
Компания “Hexcel” разработала эпоксидный препрег “HexPly M77HF”, который может сократить циклы отверждения до 90% по…
Coatings Today
27.09.2017
272
MM20 удаляет железистые загрязнения из жидкостей
MM20 удаляет железистые загрязнения из жидкостей
Eclipse Magnetics MicroMag MM20 от компании Q8Oils обладает отличными фильтрующими свойствами в отношении частиц железа,…
Coatings Today
27.12.2020
218