С быстрым развитием электромобилей и мобильных электронных устройств плотность энергии литиево-ионных батарей, которые обеспечивают энергетическую энергию, выше. Плотность энергии литий-ионных батарей, основанная на принципе плагина, близка к ее верхней предельной плотности энергии, и пространство увеличивается. Для сравнения, литиевые металлические батареи с литием в качестве отрицательного электрода имеют непревзойденное преимущество в увеличении плотности энергии. Однако литиевые металлические батареи на основе традиционных жидких электролитов имеют повторное крекинг-образование SEI и генерацию, а отрицательное объемное расширение лития , Рост литий-дендритов, мертвые кристаллы и другие кулоновские характеристики, устойчивость к батареям и безопасность, все из которых ограничивают быстрое развитие высокоэффективных литиевых металлических батарей.
Недавно, опираясь на исследовательский институт технологии хранения энергии в Циндао (далее именуемый «Институт хранения энергии в Циндао»), построенный Институтом биоэнергетики и процесса Китайской академии наук Циндао, для решения вышеупомянутых ключевых узких мест в литиевых металлических батареях, полимерных электролитах в качестве основного прорыва. Точка, систематически исследует решения по трем аспектам: (1) защита литиевого аниона большой солью аниона лития, (2) строительство искусственной органической / неорганической композитной интерфейсной пленки (SEI), (3) рассмотрение высокого напряжения и литиевой отрицательной защиты Разработка многофункциональных полимерных электролитов, серия инновационных исследований, сыграла значительную роль в содействии разработке высокоэффективных металлических литиевых батарей.
Для решения проблемы литиевых дендритов с точки зрения соли лития исследователи из Института энергохранилища Циндао разработали и синтезировали новый тип перфтор-трет-бутокситрифторбората (LiTFPFB) с большой анионной структурой, которая сохраняет литиевую соль. С другой стороны, наличие большого аниона может создать защитную пленку на основе литиевого отрицательного электрода на месте и улучшить электрохимические характеристики литиевой металлической батареи. Ионная проводимость значительно выше ионной проводимости LiBF4 и обладает хорошей стабильностью для алюминиевого коллектора тока. На литиевом металлическом аноде может быть сформирована защитная пленка для эффективного ингибирования дальнейшей реакции литиевого металла с электролитом, тем самым эффективно защищая литиевый анод. Результаты были опубликованы в «Обложке» в международном журнале Chem. Sci. (Chem. Sci., 2018, 9, 3451-3458).
Ввиду того, что металл лития используется в качестве отрицательного электрода, существует неустойчивость SEI, серьезные побочные реакции, приводящие к низкой кулоновской эффективности, короткому сроку цикла и другим неблагоприятным факторам. С точки зрения модификации интерфейса полимера исследователи разработали искусственную пленку SEI для эффективной защиты металлического литиевого отрицательного электрода. (Фиг.1а) пленка SEI состоит из полицианоакрилата и производного оксида лития, диспергированного в нем (Chem. Mater., 2017, 29, 4682-4689). Исследование показало, что синергизм органического / неорганического слоя делает Интерфейс протекает быстро при проведении ионов лития, гарантируя, что SEI не легко отсоединяется, а также значительно ингибирует побочные реакции, возникающие в области интерфейса (Chem. Mater., 2016, 28, 3578-3606), тем самым обеспечивая отличные металлические элементы из лития. Устойчивость интерфейса и стабильность длинных циклов (Chem. Mater., 2018, 30, 4039-4047).
Наличие лития отрицательного электрода литий оксид кобальта / литиевых металлических батарей, присутствующих в положительном электроде интерфейса твердого электролита (CEI) неустойчивы и склонны к побочным реакциям электрохимического окисления, и тока большой мощности, чтобы решить большое высокое напряжение (4.45 V) при высоком потенциале на границе раздела лития дендритные проблемы, Циндао институт под хранение руководства «твердость и гибкость» дизайн полимерного электролита (малый, 2018. DOI :. 10.1002 / smll.201800821; Расшир Sci, 2018, 5, 700503.) , бактериальная целлюлоза в качестве жестких основы вспомогательных материалов для подготовки поливинилового эфира - малеиновый ангидрид полимерного электролита многофункционального (Энерг Environ Sci, 2018, 11: 1197-1203 ...) экспериментальные результаты показывают, что: полимеризацию. состав электролита может как стабилизировать положительный электрод интерфейс и многофункциональный защищенный литиевый анод, и дальнейшего повышение синергического кобальтату лития-4,45 V / длинной стабильности цикла металлического лития батареи. в то же время, подробно иллюстрирует поливиниловый эфир - механизм многофункционального малеиновый ангидрид с полимерным электролитом (. фиг.) из-за серии, работающих при высоком напряжении оксида лития кобальта / литии-металлических батареях, исследователи предложили написать Chem Soc Rev озаглавленного Оживляя оксид лития кобальта -... основанный Обзор литиевых вторичных батарей - в сторону более высокой плотности энергии (Chem. Soc. Rev., 2018, DOI: 10.1039 / C8CS00322J), в котором подробно описывается ход исследований батарей с высокой энергией литиевых кобальтовых оксидов, проблем и будущих возможностей и направлений развития ,
Связанные серии исследований получили Национальный фонд естественных наук выдающейся молодежи научного фонда, ключевой государство R & D программы, в CAS пилотных нано проектов, фонд естественных наук провинции Шаньдун, города Циндао думают исследование резервуара для хранения промышленности и совместный фонд Циндао «сто тридцать пяти» проекта Energy Такое сильное финансирование.
Рисунок 1 (a) Искусственно сконструированный анодированный литой металлический анод из органической / неорганической композитной электролитической мембраны (SEI); (б) Многофункциональный полимерный электролит из поливинилметилового эфира и малеинового ангидрида
