Революционное открытие: новая литиевая соль с «самоочисткой» может увеличить мощность и продолжительность работы батарей
Литиевые металлические батареи считаются одними из наиболее эффективных и мощных источников питания для электронных устройств. Однако проблемой для этих батарей является образование дендритов и коррозия литиевого анода, что сокращает их жизненный цикл. Исследователи из Университета Цинхуа в Китае разработали новую литиевую соль, которая может улучшить характеристики литиевых металлических батарей.
Новая соль, названная LiFEA, обладает особенной молекулярной геометрией, которая способствует образованию защитного слоя на поверхности анодов из металлического лития. Этот слой, называемый интерфейсом твердого электролита (SEI), содержит неорганические материалы и обеспечивает защиту анода от коррозии.
Исследователи провели тесты и обнаружили, что добавление соли LiFEA в электролиты ускоряет разложение первоначально образованного SEI в три раза. Это способствует улучшению производительности литиевых металлических батарей, так как соль замедляет коррозию анода и рост дендритов.

Образование богатого неорганическими веществами слоя SEI с помощью механизма самоочистки. a) Химическая структура псевдокоронного эфироподобного LiFEA. μ, дипольный момент LiFEA. b) Органический богатый слой SEI в карбонатном электролите и пористой морфологии отложений лития. c) Образование обогащенного неорганическими веществами SEI путем повторной самоочистки и разложения электролита в электролите LiFEA. d) Богатый неорганическими веществами слой SEI, индуцированный LiFEA-содержащим электролитом и однородной морфологией отложений лития.
— Кай Лю, один из исследователей.
В тестах, проведенных учеными, ячейки, содержащие соль LiFEA, показали отличные результаты. Ячейка с плотностью мощности 310 Вт/кг достигла плотности мощности около 410 Вт/кг при разрядном токе 6,59 мА/см². После 100 циклов использования при условиях быстрой езды на велосипеде, эти ячейки сохранили 81% своей емкости.
Дальнейшее развитие этой новой литиевой соли может привести к созданию эффективных и высокоэнергетических литиевых металлических батарей для широкого спектра применений, включая электромобили. Основное внимание исследователей сейчас сосредоточено на улучшении молекулярной структуры соли и ее дальнейшем улучшении на промышленном уровне.
Новая соль, названная LiFEA, обладает особенной молекулярной геометрией, которая способствует образованию защитного слоя на поверхности анодов из металлического лития. Этот слой, называемый интерфейсом твердого электролита (SEI), содержит неорганические материалы и обеспечивает защиту анода от коррозии.
Исследователи провели тесты и обнаружили, что добавление соли LiFEA в электролиты ускоряет разложение первоначально образованного SEI в три раза. Это способствует улучшению производительности литиевых металлических батарей, так как соль замедляет коррозию анода и рост дендритов.

Образование богатого неорганическими веществами слоя SEI с помощью механизма самоочистки. a) Химическая структура псевдокоронного эфироподобного LiFEA. μ, дипольный момент LiFEA. b) Органический богатый слой SEI в карбонатном электролите и пористой морфологии отложений лития. c) Образование обогащенного неорганическими веществами SEI путем повторной самоочистки и разложения электролита в электролите LiFEA. d) Богатый неорганическими веществами слой SEI, индуцированный LiFEA-содержащим электролитом и однородной морфологией отложений лития.
Новая литиевая соль, которую мы разработали, имеет способность самоочищаться, образуя новые структуры, которые улучшают производительность батарей. Мы верим, что наша работа позволит увеличить плотность энергии и мощность батарей, что означает более быструю зарядку, большее ускорение и больший пробег для электромобилей
— Кай Лю, один из исследователей.
В тестах, проведенных учеными, ячейки, содержащие соль LiFEA, показали отличные результаты. Ячейка с плотностью мощности 310 Вт/кг достигла плотности мощности около 410 Вт/кг при разрядном токе 6,59 мА/см². После 100 циклов использования при условиях быстрой езды на велосипеде, эти ячейки сохранили 81% своей емкости.
Дальнейшее развитие этой новой литиевой соли может привести к созданию эффективных и высокоэнергетических литиевых металлических батарей для широкого спектра применений, включая электромобили. Основное внимание исследователей сейчас сосредоточено на улучшении молекулярной структуры соли и ее дальнейшем улучшении на промышленном уровне.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Очередной миф Николая Карамзина полностью развеян российскими археологами
Оказалось, что Иван Грозный не убивал супругу своего младшего брата. Напротив, с княгиней Ульянией Углицкой случалась куда более таинственная и запутанная...
Самая запрещенная русская сказка: почему «Курочку Рябу» не любили ни цари, ни руководители СССР?
Чтобы эту историю можно было рассказывать советским детям, ее сюжет пришлось изменить самым радикальным образом. Но, может быть, это и к лучшему...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Гениальное ДНК-«мошенничество»: ученые раскрыли секрет рыбы, которая плевать хотела на главные законы биологии
100 000 лет успешного клонирования: амазонская моллинезия просто... копирует себя. И при этом удивительно успешно ремонтируют поврежденные гены, насмехаясь над...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...