Учёные разработали электролиты нового поколения для литий-металлических аккумуляторов

Группа исследователей обнаружила новый механизм стабилизации литий-металлического электрода и электролита в литий-металлических батареях, сообщает TechXplore.

Этот новый механизм, который не зависит от традиционного кинетического подхода, может значительно увеличить плотность энергии батарей. Команда опубликовала свои выводы в журнале Nature Energy.

«Это первая статья, в которой предлагается электродный потенциал и связанные с ним структурные особенности в качестве показателей для проектирования электролитов литий-металлических батарей, которые извлекаются путём внедрения науки о данных в сочетании с вычислительными расчетами», — сказал Ацуо Ямада, профессор кафедры инженерии химических систем Токийского университета.

Работа команды может открыть новые возможности в разработке электролитов следующего поколения для литий-металлических аккумуляторов.

Исследовательская группа определила, что если бы они могли повысить окислительно-восстановительный потенциал металлического лития в конкретной электролитной системе, они могли бы уменьшить термодинамическую движущую силу для восстановления электролита и, таким образом, достичь более высокой кулоновской эффективности. Эта стратегия редко применялась при разработке аккумуляторов с металлическим литием.

«Термодинамический окислительно-восстановительный потенциал металлического лития, который значительно варьируется в зависимости от электролитов, является простым, но упускаемым из виду фактором, влияющим на характеристики литий-металлического аккумулятора», — сказал Ацуо Ямада.

Команда изучила окислительно-восстановительный потенциал металлического лития в 74 типах электролитов. Исследователи вводили соединение под названием ферроцен во все электролиты в качестве внутреннего стандарта, рекомендованного Международным союзом теоретической и прикладной химии для электродных потенциалов. Команда доказала, что существует корреляция между окислительно-восстановительным потенциалом металлического лития и кулоновской эффективностью. Они получили высокую кулоновскую эффективность с повышенным окислительно-восстановительным потенциалом металлического лития.

Заглядывая в будущее, исследовательская группа планирует более подробно раскрыть рациональный механизм, лежащий в основе сдвига окислительно-восстановительного потенциала.

0 комментариев