Mit der kräftigen Entwicklung von Elektrofahrzeugen und mobilen elektronischen Geräten wird die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus, die Energie liefert, höhere Anforderungen gestellt. Die Energiedichte des Lithium-Ionen-Akkus basiert auf dem Prinzip der einsteckung liegt in der Nähe seiner Obergrenze Energiedichte, und die Hebefläche ist sehr klein. Lithium-Ionen-Batterien mit Lithium als Anode haben unvergleichliche Vorteile bei der Verbesserung der Energiedichte.
Allerdings hat die Lithium-Metall-Batterie auf der Grundlage der traditionellen flüssigen Elektrolyten viele Herausforderungen, wie der wiederholte Bruch und die Generation von sei, die Volumenausdehnung der Lithium Anode, die geringe Effizienz durch Lithium-Dendrit Wachstum, den Toten Kristall, die Erhöhung der Batterie Impedanz und Sicherheit, die alle die rasante Entwicklung von Hochleistungs-Lithium-Metall-Batterien begrenzen. Vor kurzem unter Berufung auf das Team von Wissenschaftlern der chinesischen Akademie der Wissenschaften-Qingdao Institut für Bioenergie und Prozess-Bau der Qingdao Energiespeicher Industrie Technologie Research Institute (im folgenden als "Qingdao Energy Storage Institute"), um die Lithium-Metall-Batterien in den oben genannten Schlüssel Engpässe zu lösen, mit Polymer Elektrolyt als Kern Durchbruch Punkt wird die Lösung aus drei Aspekten untersucht: (i)
Der Schutz von Lithium-negativen Ionen durch das große Anionen-Lithium-Salz; (II) Bau einer künstlichen organischen/anorganischen Verbund Schnittstellen Membran (sei);(drei) unter Berücksichtigung von Hochspannungs-und Lithium Anoden Schutz der multifunktionellen Polymer Elektrolyt Entwicklung, Reihe innovativer Forschungsarbeiten zur Förderung der Hochleistungs-Lithium-Metall-Batterieentwicklung hat eine wichtige Rolle bei der Förderung und Führung gespielt. Um das Problem der Lithium-Dendrit aus dem Winkel von Lithium-Salz zu lösen, die Forscher von Qingdao Energy Storage Institute haben entworfen und synthetisiert eine neue Art von Fluor-tert-Butyl-tetrafluoroborate (LITFPFB) mit großer Anion-Struktur, die die Hauptstruktur der LiBF4 Anion behält, und verbessert die Stabilität der Aluminium-Set-Fluid auf der einen Seite; Auf der anderen Seite kann das vorhanden sein von großen Anionen in situ verwendet werden, um Lithium Anode Schutz Membranen zu bilden, um die elektrochemische Eigenschaften von Lithium-Metall-Batterien zu verbessern. Es wird festgestellt, dass die ionische Leitfähigkeit des Lithium-Salz ist offensichtlich höher als die von LiBF4, und es hat eine bessere Stabilität der Aluminium-Flüssigkeit, und kann eine Schutzfolie auf der Anode von Lithium-Metall zu hemmen weitere Reaktion von Lithium-Metall und Elektrolyt, und effektiv schützen die Lithium-Anode. Verwandte Ergebnisse als Back Cover Artikel in International Journal Chem veröffentlicht.
Sci. on (Chem. Sci., 2018, 9, 3451-3458). Angesichts der negativen Faktoren wie der sei-Instabilität bei der Verwendung von Lithium als Kathode, die negativen Auswirkungen, die zu geringen Wirkungsgrad und kurze Lebensdauer führen, entwarfen die Forscher einen künstlichen sei Film, um effektiv zu schützen die Lithium-Anode (Abb. 1a) aus der Sicht der Polymer-Interface-Modifikation, Die sei-Membran besteht aus einem Poly-Cyano-Acrylat-Ester und einem dispergierten Lithium-oxid-Derivat (Chem. Mater, 2017, 29, 4682-4689). Die Ergebnisse zeigen, dass die organische/anorganische Schicht Synergie die Schnittstelle dazu bringt, Lithium-Ionen schnell zu übertragen und gleichzeitig sicherzustellen, dass der sei nicht leicht abzufallen ist, und die Nebenwirkungen (Chem. Mater., 2016, 28, 3578-3606) im Interface-Bereich deutlich unterdrückt.
So sind die ausgezeichnete Grenzflächen Stabilität und die lange Zyklus Stabilität der Lithium-Metall-Batterie gegeben (Chem Mater, 2018, 30, 4039-4047). Zur Lösung der Instabilität der positiven Festkörper Elektrolyt-Schnittstelle (CEI) in Anwesenheit von Hochspannung (4,45 V) Kobalt Säure Lithium/Lithium-Metall-Batterien, es ist leicht, elektrochemische Oxidation Reaktion an der Schnittstelle mit hohem Potenzial haben, und die Lithium-Dendrit von Lithium-Anode, wenn große Strom ist große Kapazität, die Qingdao Energiespeicher-Institut in "starr-flexible und wirtschaftliche" Unter der Leitung von Polymer-Elektrolyt-Design-Konzept (klein, 2018. doi: 10.1002/Smll. 201800821; ADV. Sci., 2018, 5, 700503, ein multifunktioneller Polymer-Elektrolyt (Energ) aus Polyethylen-Methylether-männlichem Anhydrid wurde mit bakterieller Zellulose als steifes Skelett Trägermaterial zubereitet. Environ. Sci., 2018, 11:1197-1203). Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Polymer-Elektrolyt kann sowohl die positive Elektroden-Schnittstelle zu stabilisieren und schützen die Lithium-Anode, und dann fördern die lange Zyklus Stabilität von 4,45 v Co-Li/Lithium-Metall-Batterie. Gleichzeitig wird in diesem Papier der multifunktionale Wirkungsmechanismus von Polyäthylen-Methylether-männlichem Anhydrid-Polymer Elektrolyt (Abb. 1B) ausführlich beschrieben. Aufgrund der Reihe von Arbeiten an Hochspannungs-Lithium-Kobalt/Lithium-Metall-Batterien wurden die Forscher nach Chem eingeladen. Soc. Rev schrieb einen Bericht über die Wiederbelebung Lithium-Kobalt-Oxid-basierte Lithium-SEKUNDÄRBATTERIEN-in Richtung höherer Energiedichte (Chem. soc. R
EV., 2018, doi: 10.1039/C8CS00322J), ausführlich erörtert den Forschungsfortschritt der hohen Energiedichte Kobalt Säure Lithium-Batterie, mit Blick auf die Herausforderung und die zukünftige Chance und Entwicklung Richtung.
Verwandte Forschungsreihe hat den National Natural Science Fund herausragender JUGEND wissenschaftlicher Fonds gewonnen, das nationale Schlüssel-Forschungs-und Entwicklungsprogramm, die chinesische Akademie der Wissenschaften Nano-Pilot Special, naturwissenschaftliche Grundlage der Provinz Shandong, Qingdao Energiespeicher Industrie Forschung Think-Tank gemeinsamen Fonds und Qingdao Power ' 135 ' Projekt, wie eine starke Finanzierung.