مع التطور السريع للسيارات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية النقالة والكهرباء والطاقة لتوفير الطاقة للبطارية ليثيوم أيون لمستوى أعلى من متطلبات الكثافة على أساس كثافة الطاقة من بطارية ليثيوم أيون المكونات من حيث المبدأ على وشك كثافته الحد الطاقة، مجالا للتحسين هي صغيرة. في المقارنة، والليثيوم ومزايا لا مثيل لها في تحسين كثافة الطاقة من القطب السالب للبطارية الليثيوم معدن. ومع ذلك، استنادا إلى وجود يتم إنشاء SEI السائل التقليدية البطاريات المعدنية بالكهرباء الليثيوم مرارا وتمزق، وتوسيع حجم الليثيوم القطب السالب ، والليثيوم dendrite النمو والبلورات الميتة وغيرها من الكفاءة الكولومبية ، ومقاومة البطارية وقضايا السلامة ، وكلها تحد من التطور السريع لبطاريات الليثيوم معدن عالية الأداء.
مؤخرا، قام فريق من العلماء الاعتماد على الاكاديمية الصينية للعلوم - معهد التكنولوجيا صناعة تخزين الطاقة تشينغداو، معهد تشينغداو الطاقة الحيوية وعملية بناء الحيوي (المشار إليها فيما يلي باسم "تخزين تشينغداو معهد ') هو مفتاح حل مشكلة عنق الزجاجة من وجود بطاريات الليثيوم معدن البوليمر يستخدم بالكهرباء مثل كسر نقطة أساسية، لاستكشاف جوانب النظام من ثلاثة حلول: (أ) الأنيونات كبيرة من الليثيوم ملح الليثيوم الحماية السلبية؛ (ب) بناء على العضوية / غير العضوية مركب فيلم بينية الصناعي (للSEI)؛ (ج) على حد سواء مقاومة للالجهد العالي حماية الأنود الليثيوم وتطوير بالكهرباء البوليمر متعددة الوظائف، وقد لعبت سلسلة من البحوث المبتكرة في تعزيز تطوير بطاريات الليثيوم معدن عالية الأداء دورا هاما ورائدا في تعزيز.
لحل المشكلة من التشعبات الليثيوم من وجهة نظر ملح الليثيوم، وتخزين الباحثين معهد تشينغداو تصميم وتوليفها الليثيوم رواية perfluoro-ر-بوتيل (LiTFPFB) أوكسي trifluoro بورات هيكل شاردة وجود كبير، وملح الليثيوم رواية الاحتفاظ LiBF4 أنيون الهيكل الرئيسي، يمكن للمرء أن تحسين الاستقرار في جامع الحالي الألومنيوم، ومن ناحية أخرى وجود الأنيونات كبيرة الأداء الكهروكيميائية من الليثيوم القطب السالب قد يؤدي إلى تعزيز مزيد يتم تشكيل طبقة واقية في بطاريات معدنية الموقع الليثيوم التي تم العثور عليها في ملح الليثيوم. كان الموصلية الأيونية أعلى من LiBF4، واستقرار أفضل للجامع الحالي الألومنيوم، يمكن القطب السالب يكون معدن الليثيوم لتشكيل طبقة واقية فعالة لمنع مزيد من ردود الفعل من معدن الليثيوم مع الحل كهربائيا، وذلك لتوفير الحماية الفعالة للالليثيوم القطب السالب. زراعية نُشرت النتائج كغطاء خلفي في المجلة الدولية Chem. Sci. (Chem. Sci.، 2018، 9، 3451-3458).
بالنظر إلى وجود من الليثيوم المعدني كما القطب السالب SEI غير مستقرة، مما أدى إلى ردود فعل جانبية خطيرة منخفضة الكفاءة coulombic، دورة حياة قصيرة وعوامل أخرى غير مواتية، والباحثين من زاوية واجهة البوليمر المعدل، وتهدف إلى حماية وSEI فيلم معدن الليثيوم القطب السالب الاصطناعي (. FIG 1A)، يرصد الفيلم SEI من مشتقات أكسيد الليثيوم تكوين غراء سريع البوليمر وتفرقوا فيه (علم مطر، 2017، 29، 4682-4689 ..) وجدت أن: التآزر العضوية / غير العضوية طبقة بحيث إجراء أيونات الليثيوم في الواجهة، في حين سريعة وسهلة لتسقط ولكن أيضا لضمان SEI، وأيضا تثبيط كبير في حدوث التفاعلات الجانبية في المنطقة واجهة (علم. ماطر.، 2016، 28، 3578-3606)، وبالتالي إضفاء لبطاريات الليثيوم معدن ممتازة استقرار الواجهة واستقرار الدورة الطويلة (Chem. Mater. ، 2018 ، 30 ، 4039-4047).
جود الليثيوم القطب السالب من بطاريات الليثيوم معدن الكوبالت أكسيد / الليثيوم الموجودة في القطب الموجب واجهة المنحل بالكهرباء الصلبة (CEI) غير مستقرة وعرضة للجانب تفاعلات الأكسدة الكهروكيميائية، والقدرة الحالية كبيرة لحل الجهد العالي كبيرة (4.45 V) في قدرة عالية في واجهة الليثيوم مشاكل تغصناته، معهد تشينغداو تحت التخزين توجيه "الحزم والمرونة" تصميم بالكهرباء البوليمر (صغير، 2018. دوى :. 10.1002 / smll.201800821، المحامي الخيال العلمي، 2018، 5، 700503.) والسليلوز البكتيريا كمواد دعم الإطار جامدة لإعداد الأثير الميثيل البولي فينيل - المالئيك أنهيدريد البوليمر بالكهرباء متعددة الوظائف (جس البيئى العلوم، 2018، 11: ... 1197-1203) النتائج التجريبية تبين أن: البلمرة. يمكن تكوين بالكهرباء على حد سواء استقرار واجهة القطب إيجابية ومتعددة الوظائف محمية الموجب الليثيوم، ومواصلة تعزيز الليثيوم cobaltate التآزر 4.45 V / الاستقرار دورة طويلة من بطارية ليثيوم المعدنية. وفي الوقت نفسه، يوضح بالتفصيل الأثير البوليفينيل - آلية متعددة الوظائف المالئيك أنهيدريد البوليمر بالكهرباء (. FIG 1B) نتيجة لسلسلة تعمل على الفولتية العالية من أكسيد الليثيوم الكوبالت / بطاريات معدن الليثيوم، دعا الباحثين لكتابة علم سوك القس بعنوان إحياء أكسيد الليثيوم الكوبالت -... استنادا الليثيوم الصورة ملخص (علم سوك القس، 2018، دوى ..: 10.1039 / C8CS00322J) econdary بطاريات لنحو كثافة طاقة أعلى، ويناقش التقدم أبحاث الطاقة العالية الكثافة أكسيد الليثيوم والكوبالت، والتحديات والفرص المستقبلية والتنمية.
سلسلة متصلة من الدراسات تلقت المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في مؤسسة المتميز للشباب العلم، ومفتاح برنامج R & D للدولة، ومشاريع نانو الطيار CAS، مؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة شاندونغ، مدينة تشينغداو أعتقد بحوث صناعة خزان وتشينغداو صندوق مشترك للطاقة "105 والثلاثين" مشروع والبعض المدعم.
FIG 1 (أ) بناء على العضوية / غير العضوية غشاء بالكهرباء مركب اصطناعي (SEI) معدلة عالية الأداء الأنود معدن الليثيوم؛ (ب) الأثير البولي فينيل ميثيل - أنهيدريد المالئيك البوليمر بالكهرباء متعددة الوظائف