با توسعه سریع خودروهای برقی و دستگاه های الکترونیکی همراه، قدرت و انرژی برای تامین انرژی برای باتری های لیتیوم یون یک نیاز تراکم بالاتر بر اساس چگالی انرژی باتری یون لیتیوم پلاگین در اصل آن را در حال نزدیک شدن چگالی انرژی محدود، اتاق خود را برای بهبود کوچک است. در مقایسه، لیتیوم دارای مزایای بی نظیر در بهبود چگالی انرژی الکترود منفی یک باتری لیتیوم فلز. با این حال، بر اساس حضور SEI مایع معمولی باتری فلزی الکترولیت لیتیوم است بارها و بارها تولید و پارگی، گسترش حجم الکترود لیتیوم منفی ، لیتیوم رشد دندریت، بازده کولمبیک (coulombic) کم به عنوان یک نتیجه از مرگ دانه، افزایش امپدانس باتری و مسائل امنیتی، و بسیاری از چالش های دیگر، همه از آن محدود توسعه سریع با عملکرد بالا باتری های لیتیوم فلز.
به تازگی، یک تیم از دانشمندان با تکیه بر آکادمی علوم چین - موسسه تکنولوژی صنعت ذخیره سازی انرژی چینگدائو، موسسه چینگدائو از بیوانرژی و فرایند زیستی ساختمان کلید حل مشکل تنگنا از وجود باتری های لیتیوم فلزی، پلیمری است (از این پس به عنوان "ذخیره سازی چینگدائو مؤسسه نامیده می شود) الکترولیت به عنوان هسته شکستن نقطه استفاده می شود، برای کشف جنبه های سیستم از سه راه حل: (الف) آنیونهای زیادی از حفاظت نمک لیتیم منفی؛ (ب) احداث / معدنی آلی فیلم سطحی کامپوزیت مصنوعی (SEI)، (ج) هر دو مقاوم در برابر ولتاژ بالا حفاظت آند لیتیوم و توسعه الکترولیت پلیمری چند منظوره، مجموعه ای از کار تحقیقاتی نوآورانه در ترویج توسعه با عملکرد بالا باتری های لیتیوم فلزی نقش مهم و پیشرو در ترویج ایفا کرده است.
برای حل این مشکل از دندریت لیتیوم از منظر نمک لیتیوم، ذخیره سازی از محققان موسسه چینگدائو طراحی و سنتز یک باتری لیتیوم رمان پرفلورو-T-بوتیل (LiTFPFB) اکسی trifluoro ساختار آنیون بورات داشتن یک بزرگ، نمک لیتیوم رمان حفظ LiBF4 آنیون ساختار اصلی، می توان ثبات آلومینیوم کلکتور موجود را بهبود بخشد؛ از سوی دیگر حضور آنیونهای بزرگ عملکرد الکتروشیمیایی الکترود لیتیوم منفی بیشتر ممکن است افزایش فیلم محافظ در باتری های فلزی درجا لیتیوم تشکیل پیدا شده است: نمک لیتیوم. هدایت یونی بالاتر از LiBF4 بود، و ثبات بهتر از آلومینیوم کلکتور جاری، الکترود منفی می تواند فلز لیتیوم به شکل یک فیلم محافظ موثر برای مهار واکنش بیشتر از فلز لیتیوم با راه حل های الکترولیتی، تا که به طور موثر حفاظت از الکترود لیتیوم منفی است. مرتبط دستاوردها را به عنوان مقاله پشت جلد در مجله بین المللی شیمی. علمی منتشر شده است. در (شیمی. علمی.، 2018، 9، 3451-3458).
با توجه به وجود لیتیوم فلزی به عنوان الکترود منفی SEI ناپایدار، منجر به واکنش های جانبی شدید بهره وری پایین کولمبیک (coulombic)، چرخه زندگی کوتاه و سایر عوامل نامساعد، محققان از زاویه رابط پلیمر اصلاح شده، طراحی شده برای محافظت از SEI فیلم فلز لیتیم الکترود منفی مصنوعی است (شکل 1A)، این فیلم SEI است مشتق اکسید لیتیم از ترکیب سیانوآکریلات پلیمری ساخته شده و پراکنده در آن (شیمی مادر، 2017، 29، 4682-4689 ..) پیدا شده است که: هم افزایی آلی / معدنی لایه به طوری که انجام یونهای لیتیوم در رابط کاربری، در حالی که سریع، آسان به سقوط کردن بلکه برای اطمینان SEI، و همچنین قابل توجهی مهار وقوع واکنش های جانبی در منطقه رابط (شیمی. مادر.، 2016، 28، 3578-3606)، در نتیجه انتقال باتری های لیتیوم فلزی بسیار عالی ثبات رابط و ثبات چرخه طولانی (شیمی. مادر.، 2018، 30، 4039-4047).
حضور یک الکترود لیتیوم منفی کبالت لیتیوم اکسید / لیتیوم باتری فلز موجود در الکترود مثبت از رابط الکترولیت جامد (CEI) ناپایدار و مستعد ابتلا به سمت واکنش های اکسیداسیون الکتروشیمیایی، و جریان های بزرگ برای حل یک ولتاژ بالا بزرگ (4.45 V) در پتانسیل بالا در رابط لیتیوم مشکلات دندریت، موسسه چینگدائو تحت ذخیره سازی هدایت، ثبات و استحکام و انعطاف پذیری »طراحی الکترولیت پلیمری (کوچک، 2018. DOI:. 10.1002 / smll.201800821؛ گذاری Adv علمی، 2018، 5، 700503.) ، سلولز باکتریایی به عنوان یک مواد پشتیبانی چارچوب سفت و سخت برای آماده سازی یک متیل اتر پلی وینیل - مالئیک انیدرید چند منظوره الکترولیت پلیمری (ENERG محیط علمی، 2018، 11: ... 1197-1203) نتایج تجربی نشان می دهد که: پلیمریزاسیون. ترکیب الکترولیت می تواند هر دو ایجاد ثبات در رابط الکترود مثبت و چند منظوره محافظت آند لیتیوم، بیشتر و افزایش لیتیوم کبالت هم افزایی 4.45 V / ثبات چرخه طولانی از باتری های لیتیوم فلز. در همان زمان، نشان می دهد در جزئیات پلی وینیل اتر - ساز و چند منظوره مالئیک انیدرید الکترولیت پلیمری (شکل 1B) با توجه به سری در ولتاژهای بالایی از اکسید کبالت لیتیوم / باتری فلز لیتیم، محققان دعوت به ارسال شیمی Soc به برگرد تحت عنوان احیای اکسید کبالت لیتیوم عمل -... بر اساس لیتیوم S خلاصه (شیمی Soc به کشیش، 2018، DOI ..: 10.1039 / C8CS00322J) econdary باتری به سمت چگالی انرژی بالاتر، و در مورد پیشرفت تحقیقات انرژی بالا اکسید لیتیم تراکم کبالت، چالش ها و فرصت های آینده و توسعه است.
سری های مرتبط مطالعات دریافت بنیاد ملی علوم طبیعی از برجسته جوانان بنیاد علوم، کلید برنامه R & D دولت، پروژه های پایلوت نانو CAS، بنیاد علوم طبیعی از استان شاندونگ، شهر چینگدائو فکر می کنم تحقیقات مخزن ذخیره سازی صنعت و Qingdao صندوق مشترک انرژی 135 پروژه چنین بودجه قوی.
شکل 1 (یک) ساخت و ساز از یک آلی / معدنی غشاء الکترولیت کامپوزیت مصنوعی (SEI) اصلاح شده با عملکرد بالا آند لیتیوم فلزی؛ (ب) پلی وینیل متیل اتر - انیدرید مالئیک چند منظوره الکترولیت پلیمری