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La nuova interfase migliora la prestazione, la sicurezza delle batterie del metallo del litio

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I ricercatori di Penn State hanno sviluppato una nuova interfase dell'solido-elettrolito (SEI) per migliorare la prestazione e la sicurezza delle batterie del metallo del litio.

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le batterie del metallo del litio di Alto-energia-densità sono state sollecitate come il futuro dei veicoli elettrici, degli smartphones e dei fuchi.

Tuttavia una questione importante che ferma il loro progresso è la stabilità del loro SEIs. Il colpevole qui è uno strato del sale trovato sulla superficie dell'elettrodo del litio della batteria che la isola e conduce gli ioni del litio.

«Questo strato è molto importante e naturalmente è costituito dalla reazione fra il litio e l'elettrolito nella batteria,» dice il professor Donghai Wang di Penn State. «Ma non si comporta molto bene, che causa molti problemi.»

Secondo i ricercatori, degradazione dei risultati di SEI in dendrites che colpiscono negativamente la prestazione e la sicurezza di una batteria.

«Ecco perché le batterie del metallo del litio non durano più lungamente – l'interfase si sviluppa e non è stabile,» dice Wang.

Per rimediare a questo, il gruppo di Penn State ha usato un composto del polimero per creare molto meglio un SEI.

Principale dallo studente di laurea Yue Gao di chimica, il SEI migliorato è un composto reattivo del polimero che consiste del sale del litio, delle nanoparticelle del fluoruro del litio e degli strati polimerici dell'ossido del graphene.

La costruzione novella di questa componente di batteria ha strati sottili di questi materiali, che è dove Thomas E. Mallouk, Evan Pugh University Professor di chimica, ha prestato la sua competenza.

«C'è molto di controllo livello molecolare che è necessario raggiungere un'interfaccia stabile del litio,» Mallouk ha detto. «Il polimero che Yue e Donghai progettati reagisce per fare un legame del tipo di artiglio alla superficie di metallo del litio. Dà il litio per sorgere che cosa vuole in un modo passivo in modo che non reagisca con le molecole nell'elettrolito. I nanosheets nel composto fungono da barriera meccanica per impedire i dendrites la formazione dal metallo del litio.»

Facendo uso sia di chimica che di progettazione di ingegneria, la collaborazione fra i campi ha permesso alla tecnologia di controllare la superficie del litio alla scala atomica.

«Quando costruiamo le batterie, necessariamente non pensiamo come i chimici, tutto il modo giù al livello molecolare, ma quello è che cosa abbiamo dovuto fare qui,» ha detto Mallouk.

Il polimero reattivo inoltre contribuisce a fare diminuire il peso ed il costo di produzione, in grado di a loro volta condurre all'ampia adozione sparsa delle batterie del metallo del litio.