Avec le développement rapide des véhicules électriques et des appareils électroniques mobiles, de l'énergie et de l'énergie pour fournir l'énergie pour la batterie au lithium-ion d'une des exigences de densité plus élevée en fonction de la densité d'énergie du module d'extension en principe batterie au lithium-ion, il est proche de sa densité d'énergie limite, place à l'amélioration est faible. en comparaison, le lithium présente des avantages incomparables dans l'amélioration de la densité d'énergie de l'électrode négative d'une batterie au lithium métallique. Cependant, en fonction de la présence SEI batteries métalliques électrolyte liquide classique de lithium est à plusieurs reprises générées et rupture, l'expansion du volume de la électrode négative de lithium , lithium croissance dendritique, faible rendement faradique à la suite de la mort du grain, augmenter l'impédance de la batterie et les problèmes de sécurité, et bien d'autres défis, tous limitent le développement rapide des batteries au lithium métal haute performance.
Récemment, une équipe de scientifiques comptent sur l'Académie chinoise des sciences - Institut de technologie de l'industrie de stockage d'énergie Qingdao, Institut de Qingdao de la bioénergie et processus de bio-construction (ci-après dénommé «Institut de stockage Qingdao) est la clé pour résoudre le problème de goulot d'étranglement de l'existence de batteries lithium métal polymère l'électrolyte est utilisé comme point de rupture de base, des solutions du système d'exploration à partir de trois aspects: (a) les grands anions de la protection de lithium de sel de lithium négative; (b) Construction d'un film interfacial composite organique / inorganique artificiel (SEI), (c) à la fois une tension à haute résistance la protection de l'anode de lithium et le développement de l'électrolyte polymère multi-fonctionnel, la série de travaux de recherche innovateurs dans la promotion du développement des batteries au lithium métal haute performance a joué un rôle important et prépondérant dans la promotion.
Pour résoudre le problème des dendrites de lithium à partir de la perspective du sel de lithium, le stockage de Qingdao chercheurs de l'Institut conçu et synthétisé une nouvelle lithium perfluoro-t-butyle (LiTFPFB) structure anion oxy trifluoro borate ayant un grand, le nouveau sel de lithium retenu structure principale anion LiBF4, on peut améliorer la stabilité du collecteur de courant en aluminium et, d'autre part, la présence de grands anions performances électrochimiques de l'électrode négative de lithium peut en outre améliorer le film protecteur est formé in situ batteries au lithium métal trouvé: le sel de lithium. la conductivité ionique est supérieure à celle LiBF4, et une meilleure stabilité du collecteur de courant d'aluminium, l'électrode négative peut être un métal lithium pour former un film de protection est efficace pour inhiber la réaction ultérieure du lithium métallique avec la solution électrolytique, de manière à protéger efficacement l'électrode négative de lithium. connexes réalisations que l'article de couverture Retour publiés dans l'international Journal of Chem. Sci. sur (Chem. Sci., 2018, 9, 3451-3458).
Compte tenu de l'existence de lithium métallique en tant qu'électrode négative SEI instable, ce qui conduit à des réactions secondaires graves est faible rendement faradique, le cycle de vie courte et d'autres facteurs défavorables, les chercheurs de l'angle d'interface de polymère modifié, conçu pour protéger un lithium métallique en film SEI artificielle électrode négative (Fig. 1a), le film SEI est constitué d'un dérivé d'oxyde de lithium de la composition de cyanoacrylate polymère et dispersée dans celle-ci (Chem Mater, 2017, 29, 4682-4689 ..) ont constaté que: le synergisme couche organique / inorganique telle que conducteur d'ions lithium dans l'interface, tandis que rapide, facile à tomber mais aussi pour assurer SEI, et également inhibé de manière significative l'apparition de réactions secondaires à la région d'interface (Chem. Mater., 2016, 28, 3578-3606), ce qui confère un excellent batteries lithium métal la stabilité de l'interface et longue stabilité de cycle (Chem. Mater., 2018, 30, 4039-4047).
La présence d'une électrode négative au lithium de piles métalliques oxyde de cobalt de lithium / lithium présents dans l'électrode positive de l'interface d'électrolyte solide (CEI) instable et sujette à des réactions secondaires d'oxydation électrochimique, et une grande capacité de courant pour résoudre une grande tension élevée (4,45 V) au niveau du potentiel élevé à l'interface lithium problèmes dendrites, Institut Qingdao sous le stockage d'orientation 'fermeté et de souplesse' conception de l'électrolyte polymère (Petit, 2018. DOI 10.1002 :. / smll.201800821, Adv Science, 2018, 5, 700503.) , de la cellulose bactérienne en tant que matériaux de support de cadre rigide pour préparer un éther de méthyle et de vinyle - anhydride maléique électrolyte polymère multifonctionnel (Energ Environ Sci, 2018, 11: 1197-1203 ...) les résultats expérimentaux montrent que: la polymérisation. la composition d'électrolyte peut à la fois de stabiliser l'interface de l'électrode positive et l'anode de lithium protégé multi-fonctions, et d'améliorer encore le cobaltate de lithium synergique 4,45 V / longue stabilité de cycle de batterie de lithium métallique. dans le même temps, illustre en détail l'éther de polyvinyle - mécanisme multifonctionnel électrolyte polymère de l'anhydride maléique (fig. 1b) en raison de la série fonctionnant à des tensions élevées d'oxyde de cobalt et de lithium / batteries au lithium métal, les chercheurs invités à écrire Chem Soc Rev intitulé Relancer l'oxyde de cobalt et de lithium -... Basé sur le lithium Résumé (Chem Soc Rev., 2018, DOI ..: 10.1039 / C8CS00322J) NSEIGNEMENT batteries vers une densité d'énergie plus élevée, et examine les progrès de la recherche d'oxyde de cobalt et de lithium de haute densité d'énergie, les défis et les opportunités futures et le développement.
série connexe d'études a reçu la Fondation nationale des sciences naturelles de la science exceptionnelle jeunesse Fondation, programme clé R & D de l'Etat, les projets pilotes nano CAS, Fondation des sciences naturelles de la province du Shandong, la ville de Qingdao pense que la recherche de l'industrie du stockage du réservoir et fonds commun Qingdao de l'énergie « 130-5 » projet Un financement aussi solide.
La figure 1 (a) Construction d'une membrane d'électrolyte composite organique / inorganique artificiel (SEI), une anode de lithium métallique haute performance modifié; (b) l'éther méthylique de polyvinyle - électrolyte polymère anhydride maléique multifonctionnel