Разработана новая литиевая батарея с простым производством и высокой безопасностью.

Символическое изображение

Компьютерное изображение

Команда профессора доктора Франческо Чиуччи из Университета Байройта разработала твердотельные литий-металлические батареи с высокой плотностью энергии и стабильностью. Используя новую добавку на основе нитратов, они решили проблемы несовместимости аккумуляторных электролитов, подчеркнув важность молекулярного дизайна в создании эффективных добавок для квазитвердотельных электролитов.

Впервые профессору доктору Франческо Чиуччи, заведующему кафедрой проектирования электродов для электрохимических энергетических систем в Университете Байройта, в сотрудничестве со своими партнерами по исследованиям из Китая удалось разрешить несовместимость между нитратом лития и 1,3-диоксоланом ( DOL) для использования в квазитвердых аккумуляторных электролитах. Они достигли этого, внедрив новую добавку на основе нитратов. Это достижение имеет большое значение для твердотельных батарей. Это позволяет разрабатывать твердотельные литий-металлические батареи, которые не только очень безопасны и долговечны, но и просты в производстве. Кроме того, этот процесс сохраняет существующие методы производства, используемые для обычных жидких батарей.

«В то же время твердотельная природа батарей обеспечивает высокий уровень безопасности, а их производство остается простым», - утверждает профессор Чиуччи. «Мы продемонстрировали универсальность подхода, создав различные типы литий-металлических батарей. Примечательно, что изготовленный пакетный Li-S элемент демонстрирует превосходные характеристики по сравнению с ранее зарегистрированными пакетными Li-S элементами».

В исследовании, опубликованном в журнале «Energy & Environmental Science», исследовательская группа профессора Чиуччи представила новую добавку, динитрат триэтиленгликоля, специально разработанную для обеспечения полимеризации DOL. Исследовательская группа показала, что одновременно с полимеризацией образование межфазного слоя твердого электролита, богатого азотом, подавляет паразитарные реакции на зубах, а также повышает эффективность батарей.

На основе результатов исследования было разработано несколько аккумуляторных элементов. Среди них лабораторные элементы кнопочного типа могут стабильно заряжаться и разряжаться более 2000 раз. Примечательно, что также был изготовлен пакетированный Li-S аккумулятор емкостью 1,7 Ач с высокой плотностью энергии 304 Вт·ч кг-1 и стабильной цикличностью. Профессор Чиуччи подтверждает: «Это исследование подчеркивает важность проектирования молекулярной структуры при создании эффективных добавок для квазитвердотельных электролитов. Оно представляет собой значительный прогресс в практической осуществимости использования квазитвердотельных электролитов на основе поли-ДОЛ в Литий-металлические аккумуляторы».

Зилонг Ван и др.; На пути к долговечным практичным литий-металлическим батареям: повышение возможности создания квазитвердотельных электролитов на основе поли-ДОЛ с помощью новой добавки на основе нитратов; Энергетическая среда. Наука, 2023, Предварительная статья

Китайские учёные разработали стратегию «атом-атом»

Самые читаемые новости

Оригинальная публикация

Темы

Организации

Предполагаемая лучшая альтернатива зачастую вовсе не является лучшей, подчеркивают ученые

Микроскопический взгляд на электрохимические интерфейсы

Преобразование актуально, например, для приготовления лекарств.

Свойство, известное как фотокаталитическая память, гарантирует, что она будет работать даже в пасмурное небо и ночью.

Новое исследование находит способы подавления литиевого покрытия в автомобильных аккумуляторах для более быстрой зарядки электромобилей.

Исследователи выявили разупорядочение поверхности меди во время катализа

Исследовательская группа разрабатывает инструмент искусственного интеллекта, который переводит химические структуры в машиночитаемые коды

Консорциум двух институтов Фраунгофера, DBI-Gastechnologisches Institut Freiberg, Технического университета Берлина и C1 творит историю промышленности на площадке в Лойне.