Con il rapido sviluppo di veicoli elettrici e dispositivi elettronici portatili, potenza ed energia per fornire energia per la batteria agli ioni di litio di un più alto requisiti di densità in base alla densità di energia della batteria agli ioni di litio plug-in linea di principio si avvicina alla densità di energia limite, margini di miglioramento è piccola. in confronto, litio ha vantaggi senza precedenti per migliorare la densità di energia dell'elettrodo negativo di una batteria al litio metallico. Tuttavia, in base alla presenza batterie al litio elettrolita liquido convenzionale SEI è ripetutamente generati e rottura, l'espansione del volume dell'elettrodo negativo di litio , litio la crescita dei dendriti, bassa efficienza Coulomb a seguito della morte del grano, aumentare l'impedenza della batteria e problemi di sicurezza, e molte altre sfide, i quali limitano il rapido sviluppo di batterie al litio in metallo ad alto rendimento.
Recentemente, un team di scienziati basandosi su Accademia Cinese delle Scienze - Institute of Technology settore dello storage di energia Qingdao, Qingdao Istituto di Bioenergy e processo di bio-edilizia (di seguito denominato 'archiviazione Qingdao Istituto') è la chiave per risolvere il problema collo di bottiglia dell'esistenza di batterie agli ioni di metallo, polimeri elettrolita viene utilizzato come break-punto centrale, per esplorare aspetti del sistema da tre soluzioni: (a) grandi anioni di tutela negativo litio sale di litio; (b) Costruzione di un / inorganico composito pellicola interfacciale organico artificiale (SEI); (iii) sia resistente ad alta tensione protezione anodo di litio e sviluppo di elettrolita polimerico multi-funzionale, la serie di ricerche innovative nel promuovere lo sviluppo di batterie al litio metallo ad alto rendimento ha svolto un ruolo significativo e guida nella promozione.
Per risolvere il problema di dendriti di litio dalla prospettiva del sale di litio, la memorizzazione dei ricercatori Qingdao Institute progettato e sintetizzato un romanzo litio perfluoro-t-butil (LiTFPFB) ossi trifluoro struttura anione borato avente un grande, il sale di litio romanzo trattenuto LiBF4 anione struttura principale, si può migliorare la stabilità dell'alluminio collettore di corrente, e dall'altro lato la presenza di grandi anioni prestazioni elettrochimiche dell'elettrodo negativo litio può ulteriormente migliorare la pellicola protettiva viene formata in batterie al litio situ trovato: il sale di litio. la conducibilità ionica era superiore a quello LiBF4, e una migliore stabilità dell'alluminio collettore di corrente, l'elettrodo negativo può essere litio metallico per formare una pellicola protettiva è efficace per inibire ulteriore reazione di litio metallico con la soluzione elettrolitica, in modo da proteggere efficacemente l'elettrodo negativo di litio. correlati successi come articolo di copertina Ritorno pubblicati nella international Journal of Chem. Sci. on (Chem. Sci., 2018, 9, 3451-3458).
Data l'esistenza di litio metallico come elettrodo negativo SEI instabile, portando a reazioni collaterali gravi è bassa efficienza Coulomb, breve ciclo di vita e di altri fattori sfavorevoli, i ricercatori dall'angolo interfaccia polimero modificato, progettata per proteggere un film metallico di litio elettrodo negativo artificiale SEI (fig. 1a), il film SEI è fatta di ossido di litio derivato della composizione polimerica cianoacrilato e disperso in esso (Chem Mater, 2017, 29, 4682-4689 ..) ha rilevato che: il sinergismo strato organico / inorganico, che conduce ioni litio nell'interfaccia, mentre veloce, facile cadere, ma anche per garantire SEI, e anche significativamente inibito l'insorgenza di reazioni laterali in corrispondenza della zona di interfaccia (Chem. Mater., 2016, 28, 3578-3606), imprimendo un ottimo batterie al litio-metallo Stabilità dell'interfaccia e stabilità del ciclo lungo (Chem. Mater., 2018, 30, 4039-4047).
Presenza di un litio elettrodo negativo di batterie al litio cobalto ossido / litio presenti nell'elettrodo positivo dell'interfaccia elettrolita solido (CEI) instabile e soggetto a lato reazioni di ossidazione elettrochimica, e una grande capacità di corrente per risolvere un gran tensione elevata (4,45 V) per l'elevato potenziale all'interfaccia litio problemi dendriti, Qingdao Istituto sotto la guida di stoccaggio 'fermezza e flessibilità' design del elettrolita polimerico (Small, 2018. DOI :. 10.1002 / smll.201800821; Adv Sci, 2018, 5, 700503.) , cellulosa batterica come materiali di supporto rigida quadro per preparare un polivinil metil etere - maleica elettrolita polimerico anidride multifunzionale (Energ Environ Sci, 2018, 11: 1197-1203 ...) risultati sperimentali mostrano che: la polimerizzazione. composizione elettrolitica può sia stabilizzare l'interfaccia elettrodo positivo e multifunzionale anodo di litio protetta, e migliorare ulteriormente la cobaltato litio sinergico 4.45 V / stabilità lungo ciclo di batteria al litio metallico. Allo stesso tempo, illustra in dettaglio l'etere polivinilico - meccanismo multifunzionale maleica elettrolita polimerico anidride (fig. 1b) a causa della serie operato ad alte tensioni di batterie al litio ossido di litio cobalto /, i ricercatori invitati a scrivere Chem Soc Rev intitolato Reviving ossido di litio cobalto -... litio s basata Sommario (Chem Soc Rev., 2018, DOI ..: 10,1039 / C8CS00322J) econdary batterie-verso maggiore densità di energia, e discute lo stato di avanzamento della ricerca di ossido di litio ad alta energia densità di cobalto, le sfide e le opportunità future e lo sviluppo.
Serie correlati di studi ha ricevuto la Fondazione Nazionale di Scienze Naturali di straordinaria Science Foundation Gioventù, tasto programma di ricerca e sviluppo dello Stato, i progetti nano pilota CAS, Scienze Naturali Fondazione della provincia di Shandong, Qingdao City pensare ricerca settore dello storage tank e Qingdao fondo comune per l'energia '135' del progetto e altri fortemente sovvenzionata.
La figura 1 (a) Costruzione di un organico / inorganico elettrolita composito membrana artificiale (SEI) un anodo di litio metallico alto rendimento modificato; (b) etere polivinil metil - anidride maleica elettrolita polimerico multifunzionale