Які переваги нового покриття?
Китайські дослідники розробили двошарове покриття, яке може підвищити довговічність літій-іонних акумуляторів високої ємності, вирішуючи проблеми, пов’язані з катодами з високим вмістом літію. Це покриття, відоме як LiF@spinel, об’єднує два захисні шари для запобігання пошкодженню поверхні та підвищення продуктивності під час циклювання, що робить батареї більш стабільними.
Які проблеми вирішує нова технологія?
Шаруваті оксиди з високим вмістом літію (LRMO) привернули увагу своєю високою ємністю та економічністю. Однак виділення кисню під час високих напруг, руйнування структури і корозія внаслідок пробою електроліту обмежують їх застосування. Ці проблеми призводять до зниження напруги і втрати металу, що скорочує термін служби акумулятора.
Дослідники протестували різні стратегії нанесення покриттів, але багато з них блокують транспорт іонів або відшаровуються після багаторазового використання. Підхід LiF@spinel поєднує шпінельний буфер для швидкого руху іонів із зовнішнім шаром LiF, який блокує корозійний вплив.
Які результати досліджень?
Покриття було створено з використанням методу реконструкції in situ. Шар шпінелі, сформований безпосередньо на поверхні катода, створює тривимірну мережу для транспорту літій-іонів. Зверху знаходився екран з LiF, хімічно пов’язаний з Ni-F-анкерами, що захищав електрод від впливу електроліту.
Випробування показали хороші результати. При 2°C катод з покриттям зберіг 81,5% своєї ємності після 150 циклів порівняно з 63,2% у зразка без покриття. Навіть за надшвидкого циклування за 5°C конструкція з двома оболонками зберегла понад 80% своєї ємності. Результати електрохімічного імпедансу показали нижчий опір, швидший потік іонів і меншу кількість корозійних побічних продуктів.
Дослідники заявили, що це досягнення може прискорити впровадження електромобілів із великим запасом ходу, подовжити термін служби портативної електроніки та вдосконалити системи накопичення відновлюваної енергії. Оскільки конструкція LiF@spinel може бути адаптована до інших нестабільних електродних матеріалів, цей підхід може також сприяти більш широкому розвитку технологій накопичення енергії.
Цей матеріал має виключно загальноосвітній характер і не є медичною консультацією. Інформація призначена для ознайомлення з можливими симптомами, причинами та методами виявлення захворювань, але не повинна використовуватись для самодіагностики або самолікування. У разі проблем зі здоров’ям людині треба обов’язково звернутися до кваліфікованого лікаря.
