Исследователи Китайской академии наук разработали новый механизм, который предотвращает разрушение литиевых батарей следующего поколения .
В статье, опубликованной в Журнале Американского химического общества, команда объясняет, что в высоковольтных литиевых батареях, использующих катоды из слоистых оксидов переходных металлов, химическая деградация электролитов приводит к быстрому разложению емкости батарей, что создает серьезные проблемы. к практическому применению этих устройств.
Это химическое разложение электролитов вызывается во время цикла цепи окислением высокореактивного кислорода и атакой свободных радикалов - любого атома, молекулы или иона с неспаренным валентным электроном (внешним слоем).
Чтобы решить эту проблему, исследователи начали обращать внимание на определенные естественные процессы, в которых кислород играет роль в разложении. Рржавчина и старение кожи — все это частично является результатом окислительного «повреждения».
И природа придумала всевозможные решения, чтобы противостоять этой проблеме. Организмы часто производят различные типы ферментов, которые поглощают активный кислород и свободные радикалы, чтобы облегчить проблему.
«Итак, мы подумали, почему бы просто не попытаться воспроизвести то, что уже делает природа, и вместо этого поместить это в батарею?» Цуй Гуанглей, ведущий автор исследования, заявил в заявлении для СМИ.
Таким образом, исследователи разработали фотостабилизатор - довольно простую связывающую добавку к электролиту, препятствующую разложению, которая может улавливать атомы синглетного кислорода и свободные радикалы, когда это происходит.
Путем экспериментальных исследований и теоретических расчетов они обнаружили, что этот био-вдыхаемый механизм поглощения кислорода в литиевых батареях на основе слоистых оксидов переходных металлов обеспечивает превосходные электрохимические характеристики даже при повышенных температурах.
«Это знаменует новую парадигму управления химией катода и электролита всех видов аккумуляторных батарей, включая химическое разложение электролита», - сказал Цуй.
Следуя успеху фотостабилизатора, исследователи стремятся коммерциализировать высоковольтные литиевые батареи на основе слоистого оксидного катода с их биологически активным антивозрастным связующим в качестве устройств хранения энергии следующего поколения, выходящих за рамки традиционной литий-ионной технологии.