Нов напредък в изследванията и разработването на нови твърдотелни литиево-метални органични батерии

Поради добрата си безопасност и високия теоретичен капацитет, изследванията и развитието на твърдотелни литиево-метални батерии с твърди електролити вместо течни електролити привлече много внимание, така че разработването на твърди електролити също е особено важно. Репортерът научи отколежпо материали и енергия на университета Юнан на 17-ти, че екипът на професор Гуо Хонг отколежнаскоро постигна най-новия напредък в изследването и разработването на нови твърдотелни литиево-метални органични батерии и международното списание"Въглеродна енергия"публикува резултати от съответните изследвания.

Предишни изследвания и производство се фокусираха главно върху неорганични електролити като сулфиди, халиди и оксиди. Въпреки това, тези твърди електролити имат недостатъци като твърдост и въздушна чувствителност, които влияят върху стабилността на повърхността и цикъла и скоростта на батериите.

През последните години органичните полимерни електролити постепенно привличат вниманието поради своите предимства като гъвкавост исъществолесни за формиране на филми. Ковалентните органични рамкови материали са един видносител за обещаващ еднойонен твърд електролит, но изследователите трябва да проучат задълбочено броя на активните места,иtефектът на структурата на скелета върху проводимостта на литиево-йонните, броя на миграцията и производителността на батерията.

Въз основа на текущия статус и проблеми на изследването и в комбинация с предишната изследователска основа, екипът на професор Гуо Хонг проектира и подготви три видове cовална органична рамка с единичен литиево-йонен проводник, регулиран от литиев карбоксилат. От ефектите на различните структури на рамката и броя на активните места върху проводимостта и броя на миграцията на литиевите йони, съчетани с теоретични изчисления, те проучиха задълбочено разпределението на електростатичния потенциал на трите материала и използваха изчисления на функционалната теория на плътността, за да анализират миграцията път на литиеви йони и разлика в енергийната бариера.

Впоследствие изследователският екип събра aквазитвърдотелна батерияс метален литий като отрицателен електрод, органична малка молекула циклохексанон като положителен електрод и изграденият еднойонен проводник като електролит в твърдо състояние.

Резултатите от тестовете за ефективност и теоретичните изчисления показват, че еднойонните проводници могат ефективно да инхибират растежа на литийкристали, и квази-твърдотелни батерии могат да разрешат разтварянето на органични катодни материали с малка молекула в електролити. Тази стратегия осигурява важна теоретична основа и техническа подкрепа зависокоефективни квази-твърдотелни литиево-метални органични батерии.

Източник: Наука и технология Ежедневно