Бескарбонатный электролит придаёт импульс литий-ионным батареям

Coatings Today
21.05.2018 365

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

Льдофобные свойства водных самосмазывающихся покрытий
Льдофобные свойства водных самосмазывающихся покрытий
Льдофобные свойства водных самосмазывающихся покрытий Ученые описывают льдофобные водные покрытия, содержащие сополимеры PEG-PDMS. Изменение процентного…
26.12.2021
219
Голубая пассивация Unifix 3-14 (не содержит Cr6+) очень экономичная
Голубая пассивация Unifix 3-14 (не содержит Cr6+) очень экономичная
Unifix Zn 3-14 L – трехвалентная голубая пассивация, не содержащая кобальта и шестивалентного хрома. Unifix…
Coatings Today
19.02.2019
452
Новый изолирующий материал из переработанной бумаги
Новый изолирующий материал из переработанной бумаги
Франциска Грюнебергер из института Empa и Уилли Сенн из компании isofloc разработали новую технологию сцепления,…
Coatings Today
28.03.2019
353
Омнифобные полиуретановые покрытия на основе касторового масла
Омнифобные полиуретановые покрытия на основе касторового масла
В недавно проведенном исследовании сообщается о прозрачных полиуретановых покрытиях, обладающих высокой твердостью, грязеотталкивающими и противокоррозионными…
17.01.2023
115
Обеспечение малозаметности материала в инфракрасной области спектра
Обеспечение малозаметности материала в инфракрасной области спектра
Поскольку на обеспечение малозаметности в инфракрасной области спектра влияет как температура, так и ИК-излучение, были…
Coatings Today
18.10.2021
165
Травильное средство для чистки убирает ржавчину, окисную окалину на стали
Травильное средство для чистки убирает ржавчину, окисную окалину на стали
Очиститель металла Bonderite C-IC 182C от Henkel подходит как для            горячекатаной стали, так и…
Coatings Today
26.04.2018
291
rGO вместо цинковой пыли в противокоррозионных эпоксидных композитах
rGO вместо цинковой пыли в противокоррозионных эпоксидных композитах
В ходе исследования анализировали коррозионную защиту цинконаполненных эпоксидных композиционных покрытий, содержащих 20, 40 и 80…
15.02.2023
120
Kordsa среди ведущих компаний по производству текстильных изделий
Kordsa среди ведущих компаний по производству текстильных изделий
Компания Kordsa заявила, что она входит в число 10 крупнейших компаний мира с наибольшим количеством…
Coatings Today
06.08.2018
293
Drivus – комплекс бизнес-услуг для кузовных станций
Drivus – комплекс бизнес-услуг для кузовных станций
Базель, Швейцария, 4 августа 2021 – Компания Axalta (NYSE: AXTA), ведущий мировой производитель жидких и…
Coatings Today
04.08.2021
181