Ученые восстановили «мертвый» литий в батареях

Литий-ионные аккумуляторы используются для питания широкого спектра устройств, включая смартфоны, ноутбуки, планшеты и камеры. Несмотря на свои преимущества, такие батареи не всегда сохраняют свою работоспособность. Ученые описали новую стратегию по восстановлению лития в статье для журнала Nature Energy.

Одна из основных причин снижения производительности некоторых батарей — в том, что содержащийся в них литий иногда становится неактивным, или «мертвым». Он может вызвать снижение емкости и тепловой пробой. В конечном итоге это может сократить срок службы батареи и ухудшить ее характеристики.

Исследователи из Технологического университета Чжэцзян в Китае и Аргоннской национальной лаборатории в США разработали стратегию восстановления неактивного лития в анодах. Новая стратегия основана на химической реакции, известной как окислительно-восстановительный потенциал йода.

Межфазная фаза твердого электролита (SEI) — это слой, который образуется на аноде литий-ионных батарей во время первых нескольких циклов зарядки. Пассивирующий слой играет решающую роль в обеспечении эффективности, стабильности и безопасности батарей.

В типичном литий-ионном аккумуляторном элементе с обычным графитовым анодом межфазная фаза твердого электролита (SEI) обычно состоит из LiF в сочетании с Li₂CO₃, алкилкарбонатом и другими веществами. Недавние исследования показали, что в батареях с металлическим литиевым анодом SEI в основном состоит из Li₂O, а не из LiF. В этих батареях изменение объема Li-покрытия может поставить под угрозу механическую целостность и пассивирующую роль SEI на основе Li₂O. Это, в свою очередь, может привести к образованию «мертвого лития».

Рисунок, обобщающий стратегию восстановления Li, разработанную исследователями. Предоставлено: Джин и др. (Энергия природы).

Проведя исследование, ученые выяснили, что именно потеря Li в SEI и мертвые частицы лития являются основными причинами снижения производительности, часто наблюдаемого в металлических литиевых батареях. Это наблюдение вдохновило их на разработку метода восстановления мертвого лития с использованием окислительно-восстановительной химической реакции йода.

Ученые смогли создать полностью заряженный аккумуляторный элемент с очень небольшим содержанием лития в аноде. У этой ячейки срок службы составил 1000 циклов и достигл высокой эффективности колумбической системы 99,9%.


Читать далее

Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?

Посмотрите на потоки марсианской пыли от вертолета Ingenuity

Вертолет Ingenuity успешно взлетел на Марсе

Пассивирующий слой — пленка на поверхности металла, защищающая металл от коррозии в условиях, когда металл термодинамически реакционно-способен. Обусловлен образованием защитных поверхностных соединений при взаимодействии металла с компонентами среды. По составу пассивирующие слои различают на оксидные и солевые, возможны слои более сложного состава.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Открыта стремительно растущая черная дыра: она меняет представления ученых
Космос
На орбиту вывели первый спутник из дерева: зачем это нужно
Космос
Одно из библейских чудес Иисуса Христа объяснили
Наука
Биологи случайно нашли животное, которое стареет в обратном направлении
Новости
Ученые назвали вариант для идеального свидания: оно поможет сблизиться
Наука
Apple назвала дату выхода iOS 18.2 с ChatGPT 
Новости
Новые правила блокировки в соцсети Х разозлили пользователей
Новости
В России хотят запретить соцсети для подростков и детей: как это будет работать
Новости
Астрономы обнаружили загадочный объект, мерцающий как фейерверк
Космос
Ученые выяснили, как перерыв в тренировках влияет на силу
Наука
Посмотрите на самый южный действующий вулкан на Земле из космоса
Космос
Алгоритм MIT определяет причины и последствия в сложных системах
Наука
Искусственный интеллект ответит, кто победил на выборах в США
Новости
Разработан «фитнес-трекер» для отдельных клеток
Наука
В Национальном центре «Россия» открылся симпозиум «Создавая будущее»
Новости
Посмотрите на странные фото Земли из космоса с расстояния 2 млн километров
Космос
WhatsApp выкатил обновление: оно упростит работу с чатами
Новости
Следы темной материи можно найти на кухне: ученые рассказали, как это сделать
Наука
Nvidia готовит ARM-процессоры для настольных ПК: названы сроки выхода
Новости
Появились ультралегкие и сверхтонкие солнечные батареи на основе кремния
Новости