Proteinmodificeret fast elektrolyt-interfasedannelse og udvikling i Li-metalbatterier

Talrige undersøgelser fokuseret på udvikling af sikre og langtidscykliske Li-metal-batterier (LMB'er) er blevet rapporteret. Det er dog stadig en udfordring at overføre disse højtydende LMB'er fra laboratorieskala til industriel skala. De fleste undersøgelser af LMB'er er begrænset til at løse problemet med Li-dendritdannelse via et in situ eller ex situ dannet lag på Li-anoden, mens dannelsen og udviklingen af ​​den faste elektrolyt-interfase (SEI) gennem efterligning af den praktiske produktionsproces af LMB'er , overvejes sjældent.

For nylig offentliggjorde Chenxu Wang og kolleger (fra Washington State University) en forskningsartikel med titlen "Protein modified SEI formation and evolution in Li metal batteries" i Journal of Energy Chemistry .

Deri rapporterede forfatterne dannelsen af ​​proteinmodificerede SEI'er på Li-anoder ved forskellige stilstandstemperaturer. Derudover blev udviklingen af ​​de proteinmodificerede SEI'er undersøgt ved at kontrollere varigheden af ​​stand-still processen. Især blev udviklingen af ​​de kemiske komponenter og befugtningsadfærden af ​​de modificerede SEI'er med en elektrolyt undersøgt ved at kontrollere betingelserne for stand-still processen.

Det viste sig, at varmebehandlingen anvendt til proteindenaturering førte til flere udfoldede kædestrukturer, hvilket blev bekræftet af simuleringsstudiet. Den resulterende varmebehandlede-zein-modificerede (H-zein-modificerede) SEI viste bedre befugtningsadfærd og hurtigere SEI-dannelse end den uopvarmede prøve (U-zein).

Ydermere udviste den symmetriske Li|Li-celle med den H-zein-modificerede SEI en længere cykluslevetid (360 timer) end den U-zein-modificerede SEI (260 timer). Desuden den symmetriske LiFePO₄ /Li-celle med den H-zein-modificerede SEI udviste en mere stabil langsigtet cykelydelse med en højere kapacitetsbevarelse (70 %) end cellen med den U-zein-modificerede SEI (42 %) efter 200 cyklusser.

Derfor kunne høje og stabile dannelseshastigheder opnås med den H-zein-modificerede SEI efter en kort tids stilstandsproces. Som et resultat opnåede Li-anoden med den H-zein-modificerede SEI stabil langsigtet cykelydelse i symmetriske Li|Li og fulde celler. + Udforsk yderligere

En ny elektrolyt, der øger stabiliteten af ​​højspændingsnatrium-ion-batterier