Hydrofob silica kolloid elektrolyt lover sikrere lithium-oxygen batterier
Skematisk graf og eksperimentelle data, der viser den lithiumdendritforebyggende effekt af 10 vægt% HSCE. Skematisk graf og eksperimentelle data, der viser antikorrosionseffekten af 10 vægt% HSCE. Kredit:Zhang Xinbo
Traditionelle lithium-ion (Li-ion) batterier kan ikke tilfredsstille stigende efterspørgsel efter storstilet elforbrug. Genopladeligt aprotisk lithium-oxygen (Li-O 2 ) batterier er blevet potentielle kandidater på grund af deres ultrahøje teoretiske energitæthed, hvilket er omkring 10 gange større end Li-ion-batterier. Lithiummetal som anode er en af nøglefaktorerne for at opnå en så høj specifik kapacitet.
Imidlertid, brugen af en lithiummetalanode udløser uundgåeligt alvorlige sikkerhedsproblemer, fordi dendritvæksten af lithium vil gennembore separatoren og give anledning til en kortslutningsbrand. Desuden, den halvåbne natur samt det oxiderende miljø af Li-O 2 batterier vil forårsage mere alvorlige parasitære bivirkninger, dermed hæmmer udviklingen af Li-O 2 batterier. Derfor, det er vigtigt at finde ud af, hvordan man effektivt beskytter lithiummetalanoden i Li-O 2 batterier.
For nylig, et forskerhold ledet af Zhang Xinbo fra Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC) fra det kinesiske videnskabsakademi udviklede en elektrolytreguleringsstrategi ved in situ kobling af CF 3 SÅ 3 - på hydrofobe kolloide silicapartikler via elektrostatiske interaktioner for at forhindre lithiumdendritvækst og korrosion. Disse resultater blev offentliggjort i Stof den 28. august.
Forskerne fandt ud af, at denne strategi kunne koble anionen med nanosilica via elektrostatisk interaktion og dermed undgå dannelsen af et stærkt elektrisk felt under lithiumaflejringsprocessen.
En hydrofob silica kolloid elektrolyt (HSCE) med en lav diffusionskoefficient på 10 vægt% sammen med den hydrofobe egenskab af silica førte til en 980 gange bedre antikorrosionseffekt, således i høj grad reducere lithiumkorrosion i Li-O 2 batterier. I øvrigt, ved at bruge 10 vægt% HSCE, stabil og langtidsholdbar elektrokemisk ydeevne blev opnået i disse batterier.
"Vi tror på, at denne omfattende og effektive beskyttelsesstrategi kan udløse mere inspiration i elektrolytreguleringsmetoder, dermed opnå bedre elektrokemisk ydeevne, " sagde Zhang.
Denne undersøgelse giver også en effektiv elektrolytreguleringsstrategi til at løse problemerne med dendrit og korrosion i alkali-O 2 batterier og alkali-luft-batterier. Disse batterier har potentiale for god elektrokemisk ydeevne i praktiske applikationer, og vil hjælpe med at frigøre det store potentiale af alkalimetalanoder.
Varme artikler
-
Duften af klæbemidlerForskerne i Freising stoler på en række forskellige analysemetoder, inklusive gaskromatografi, at opdage årsagerne til ubehagelige lugte i akrylklæbemidler. Kredit:Fraunhofer-Gesellschaft Det er e -
Alsidige byggesten laver strukturer med overraskende mekaniske egenskaberFire typer af diskret sammensatte mekaniske metamaterialer. Venstre til højre:Stiv, i overensstemmelse, auxetic, og chiral. (A) Som støbte ansigtsdele. (B) Single voxel, forfra. (C) En 2 × 2 × 2 terni -
Forskere tager et fingerpeg fra naturen om at skabe skudsikre belægningerKredit:University of Houston Reje, hummer og svampe virker måske ikke som gode redskaber til slagmarken, men tre ingeniører fra University of Houston bruger kitin-et derivat af glukose, der findes -
At sikre oral medicin er beskyttet mod de sure tilstande i mavenKredit:Shutterstock En gruppe af kemiske og biomedicinske ingeniører ved UNSW Sydney og University of Cambridge har forbedret den kemiske stabilitet af ZIF-krystaller, gør det muligt at bruge diss
- SAT Math Prep: Løsning af systemer med lineære ligninger
- Ekspertstrategier til at afbøde pandemiens pædagogiske virkninger
- NASAs Perseverance rover er midtvejs til Mars
- Simuleringer viser, hvordan atomer opfører sig inde i selvhelende cement
- Rodeksudater påvirker jordens stabilitet, vandafvisende
- Søstjerne gør comeback efter syndrom dræbte millioner