Naturlignende belægning gør batterier mere holdbare og effektive

Når batterier oplades og bruges, et komplekst SEI (fast elektrolytinterfase) lag dannes. Dens struktur ligner en mosaik bestående af organiske og uorganiske dele samlet fra flere blokke.

Forskere har bemærket, at hvis der påføres et kunstigt lag på elektrodeoverfladen af ​​et batteri, batterierne kan genoplades og bruges længere. Selve elektrodematerialet gemmes, når det separat tilføjede lag reagerer og danner et beskyttende SEI -lag. Overfladen på et kunstigt fremstillet SEI er også mere jævnt og af en højere kvalitet end et naturligt udviklet lag.

Uorganiske materialer, dvs. materialer, der ikke indeholder kulstof, er blevet brugt i atomlagsaflejringen. Nu, Aalto Universitets forskere har som de første i verden produceret en belægning ved hjælp af kuldioxid i molekylær lagdeponering.

"Vi laver en belægning, der efterligner et helt naturligt SEI -lag, og som vi håber vil beskytte det faktiske elektrodemateriale, ”siger doktorand Juho Heiska.

Ud over at øge batteriets holdbarhed, det kunstige SEI kan også muliggøre brug af nye, mere effektive elektrodematerialer. Batteriet består altid af to elektroder, hver med sine egne egenskaber, der påvirker batteriets ydeevne.

"Det ville være en jackpot, hvis batterier kunne bruge metallisk lithium. Hvis rent lithiummetal kunne bruges sikkert, det ville øge batteriernes kapacitet betydeligt. Ved hjælp af et kunstigt SEI, det kan være muligt, "siger Juho Heiska. Metallithium kan antænde batteriet, hvis det kommer i kontakt med vand eller luft. Det er, derfor, udfordrende at bruge det i batterier.

Brugen af ​​batterier stiger hurtigt i samfundet, som, for eksempel, elbiler bliver mere almindelige. Derfor, forbedring af bæredygtighed og effektivitet er vigtigt for miljøet.

"Metaludsugning er for billig i øjeblikket, derfor har virksomheder ikke incitament til at producere produkter med en længere levetid. Og forbrugerne er ikke interesserede i at betale mere for batterier, ”siger Juho Heiska.

Undersøgelsen lykkedes at bygge en organisk del af SEI. Næste, forskerne vil teste, hvordan den kunstige belægning, der nu er udviklet, beskytter batteriet.

Artiklen blev offentliggjort i Nanoskala fremskridt i maj 2020.