Các nhà khoa học phát triển chất điện phân mới cho pin kim loại lithium nhiệt độ thấp
Xe điện, kho lưu trữ năng lượng quy mô lớn, nghiên cứu vùng cực và thám hiểm không gian sâu đều đặt ra yêu cầu cao hơn về mật độ năng lượng và hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin lưu trữ năng lượng. Trong những năm gần đây, pin kim loại lithium có công suất riêng cực dương kim loại lithium cao đã trở thành một trong những loại pin có mật độ năng lượng cao hứa hẹn nhất.
Tuy nhiên, trong chất điện phân cacbonat, các phân tử dung môi tương tác mạnh với Li, do đó cản trở sự di chuyển của Li và sự ổn định của giao diện kim loại lithium. Hạn chế này hạn chế việc sử dụng pin kim loại lithium trong môi trường nhiệt độ thấp.++
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Li Feng dẫn đầu từ Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đề xuất một chiến lược thiết kế chất điện phân mới nhằm điều chỉnh năng lượng của liên kết oxy trong dung môi nhằm đạt được hiệu suất vượt trội của pin kim loại lithium ngay cả ở điều kiện nhiệt độ thấp. điều kiện nhiệt độ.
Công trình này đã được xuất bản dưới dạng bài báo bổ sung trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.
Trong nghiên cứu này, năng lượng của liên kết oxy trong dung môi được phát hiện có mối liên hệ chặt chẽ với sự phối hợp ion và vận chuyển bề mặt. Ảnh hưởng của các liên kết oxy khác nhau, chẳng hạn như sulfone (S=O), este (C=O) và ether (C–O) đến cấu trúc và khả năng thích ứng nhiệt độ của chất điện phân đã được làm sáng tỏ.
Thông qua sàng lọc rộng rãi, dung môi ete gốc tetrahydrofuran có liên kết oxy yếu đã được chọn. Trên cơ sở này, sự tương tác giữa Li và dung môi bị suy giảm hơn nữa do liên kết hydro giữa dung môi flo hóa và các phân tử dung môi ete.+
—Chiến lược này đẩy nhanh đáng kể quá trình phân hủy Li và giảm tác dụng phụ của dung môi đối với sự ổn định và vận chuyển bề mặt. Pin kim loại lithium thể hiện khả năng đảo ngược cao với khả năng duy trì công suất 100% sau 150 chu kỳ ở nhiệt độ phòng, -20oC và -40oC.+
— Đây là một trong những loại pin kim loại lithium ở nhiệt độ thấp ổn định nhất được báo cáo trong tài liệu. Pin Ah-level thực tế cho thấy hiệu suất tuyệt vời với chất điện phân mới này và chiến lược này cung cấp một cách tiếp cận mới để phát triển chất điện phân cho pin nhiệt độ thấp. bởi Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc Nannan Zhang

Nguồn: Scientists develop new electrolytes for low-temperature lithium metal batteries (techxplore.com)
(St.)
