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疏水性硅胶胶体电解质有望提供更安全的Li-O2电池

疏水性硅胶胶体电解质有望提供更安全的Li-O2电池

2019年9月3日
玛西娅·冈萨雷斯(MarciaGonzález)

中国团队的最新研究为锂氧电池带来了希望

传统的锂离子(Li-ion)电池无法满足日益增长的大规模电力消耗需求。 可充电非质子可充电锂氧(Li-O2)电池由于其超高的理论能量密度而成为潜在的候选者,这是锂离子电池的10倍左右。 金属锂作为阳极是获得如此高比容量的关键因素之一。

但是,使用锂金属阳极不可避免地会引发严重的安全问题,因为锂的枝晶生长会刺穿隔膜并引起短路火灾。 此外,Li-O2电池的半开放性质以及氧化环境将引起更严重的寄生副反应,从而阻碍了Li-O2电池的发展。 因此,弄清楚如何有效保护Li-O2电池的锂金属阳极至关重要。

最近,由中国科学院长春应用化学研究所(CIAC)的张新波领导的研究团队开发了一种通过静电相互作用将CF 3 SO 3与疏水性二氧化硅胶体颗粒原位偶联以防止锂发生的电解质调节策略。枝晶生长和腐蚀。 这些发现发表在8月28日的《物质》杂志上。

研究人员发现,这种策略可以通过静电相互作用将阴离子与纳米二氧化硅偶联,从而避免在锂沉积过程中形成强电场。

具有10 wt%的低扩散系数的疏水性二氧化硅胶体电解质(HSCE)以及二氧化硅的疏水性导致980倍的抗腐蚀效果,从而大大减少了Li-O2电池中的锂腐蚀。 此外,通过使用10wt%的HSCE,在Li-O 2电池中获得了稳定且长寿命的电化学性能。

张说:“我们认为,这种全面而有效的保护策略可以激发电解质调节方法的更多灵感,从而实现更好的电化学性能。”

这项研究还提供了一种有效的电解质调节策略,以解决碱性O2电池和碱性空气电池中的枝晶和腐蚀问题。 这些电池在实际应用中具有良好电化学性能的潜力,并将有助于释放碱金属阳极的巨大潜力。

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