Con el rápido desarrollo de los vehículos eléctricos y dispositivos móviles, potencia y energía para proporcionar energía para la batería de iones de litio de un requisitos de mayor densidad en función de la densidad de energía de la batería de iones de litio plug-in principio que se acerca a su densidad de energía límite, margen de mejora es pequeño. en comparación, el litio tiene ventajas incomparables en la mejora de la densidad de energía del electrodo negativo de una batería de litio metálico. Sin embargo, basándose en la presencia se genera repetidamente baterías de metal de litio de electrolito líquido convencional SEI y ruptura, la expansión de volumen del electrodo negativo de litio , crecimiento de dendritas de litio, la baja eficiencia coulombiana como consecuencia de la muerte del grano, incrementar la impedancia de la batería y los problemas de seguridad, y muchos otros retos, todos los cuales limitan el rápido desarrollo de las baterías de metal de litio de alto rendimiento.
Recientemente, un equipo de científicos que dependen de la Academia China de Ciencias - Instituto de Tecnología de la industria de almacenamiento de energía Qingdao, Qingdao Instituto de Bioenergía y el proceso de bio-construcción (en lo sucesivo, 'almacenamiento Qingdao Instituto') es la clave para resolver el problema de cuello de botella de la existencia de las baterías de metal litio, polímero electrolito se usa como el punto de ruptura del núcleo, para explorar aspectos del sistema de tres soluciones: (a) aniones grandes de la protección negativa de litio sal de litio; (b) Construcción de una película / inorgánico orgánica artificial compuesta interfacial (la SEI); (iii) tanto resistente a la alta tensión protección de ánodo de litio y el desarrollo de electrolito de polímero multifuncional, la serie de trabajos de investigación innovadora en la promoción del desarrollo de las baterías de metal de litio de alto rendimiento ha jugado un papel importante y principal en la promoción.
Para resolver el problema de las dendritas de litio desde la perspectiva de la sal de litio, el almacenamiento de los investigadores Qingdao Instituto diseñado y sintetizado una de litio novela perfluoro-t-butilo (LiTFPFB) oxi trifluoro estructura anión borato que tiene un gran, retuvieron la nueva sal de litio LiBF4 anión estructura principal, se puede mejorar la estabilidad del colector de corriente de aluminio; por otro lado la presencia de grandes aniones rendimiento electroquímico del electrodo negativo de litio puede mejorar aún más la película protectora se forma en baterías de metal situ de litio encontrado: la sal de litio. la conductividad iónica fue mayor que LiBF4, y una mejor estabilidad del colector de corriente de aluminio, el electrodo negativo puede ser litio metálico para formar una película protectora es eficaz para inhibir la reacción adicional de metal de litio con la solución electrolítica, así como para proteger eficazmente el electrodo negativo de litio. Relacionados Los resultados se publicaron como Back Cover en la revista internacional Chem. Sci. (Chem. Sci., 2018, 9, 3451-3458).
Dada la existencia de litio metálico como electrodo negativo SEI inestable, dando lugar a reacciones secundarias graves es baja eficacia culómbica, corto ciclo de vida y otros factores desfavorables, los investigadores de la ángulo de interfaz de polímero modificado, diseñado para proteger un artificial SEI de metal película de electrodo negativo de litio (Fig. 1a), la película SEI está hecho de derivado de óxido de litio de la composición de cianoacrilato polimérico y dispersado en el mismo (Chem Mater, 2017, 29, desde 4682 hasta 4689 ..) encontró que: el sinergismo capa orgánica / inorgánica tal que la realización de los iones de litio en la interfaz, mientras rápido, fácil caerse sino también para asegurar SEI, y también inhibió significativamente la aparición de reacciones laterales en la región de interfaz (Chem. Mater., 2016, 28, 3578-3606), impartiendo así un excelente baterías de metal litio Estabilidad de la interfaz y estabilidad de ciclo larga (Chem. Mater., 2018, 30, 4039-4047).
La presencia de un electrodo negativo de litio de las baterías de metal litio y cobalto / óxido de litio presentes en el electrodo positivo de la interfaz de electrolito sólido (CEI) inestable y propenso a reacciones secundarias de oxidación electroquímica, y una gran capacidad de corriente para resolver un grande de alta tensión (4,45 V) en el alto potencial en la interfase problemas de dendritas de litio, Qingdao Institute bajo el almacenamiento de orientación 'firmeza y flexibilidad' diseño del electrolito de polímero (Small, 2018. DOI :. 10.1002 / smll.201800821; Adv Sci, 2018, 5, 700503.) , celulosa bacteriana como un rígidas materiales de soporte marco para preparar un éter metil polivinilo - maleico multifuncional electrolito de polímero anhídrido (Energ Environ Sci, 2018, 11: 1197-1203 ...) resultados experimentales muestran que: la polimerización. la composición del electrolito puede tanto estabilizar la interfaz de electrodo positivo y multi-función protegida ánodo de litio, y mejorar aún más el cobaltato de litio sinérgico 4,45 V / estabilidad ciclo largo de la batería de litio metálico. al mismo tiempo, ilustra en detalle el éter polivinílico - mecanismo multifuncional maleico electrolito de polímero anhídrido (Fig. 1b) debido a la serie trabajan con tensiones elevadas de baterías de metal litio óxido de cobalto de litio /, los investigadores invitados a escribir Chem Soc Rev titulado la reactivación de óxido de cobalto de litio -... Litio basado en Resumen (Chem Soc Rev., 2018, DOI ..: 10.1039 / C8CS00322J) econdary baterías hacia una mayor densidad de energía, y se analiza el progreso de la investigación de óxido de cobalto de litio de alta energía densidad, desafíos y oportunidades de futuro y desarrollo.
serie relacionada de estudios recibió la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de excepcional Science Foundation Juvenil, tecla de programa de investigación y desarrollo del estado, los proyectos piloto nano CAS, Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Shandong, la ciudad de Qingdao pensar investigación de la industria de almacenamiento en tanques y fondo conjunto de Qingdao de 'One Hundred de treinta-cinco' proyecto de energía Una financiación tan fuerte.
La figura 1 (a) Construcción de un orgánico / inorgánico membrana de electrolito compuesta artificial (SEI) un alto rendimiento ánodo metálico de litio modificado; (b) polivinil metil éter - anhídrido maleico electrolito de polímero multifuncional