Китайские ученые разработали «новую формулу» для литиевых батарей
20 марта20 мар
...Читать далее
Технология использует атомы фтора для замены атомов кислорода при растворении солей лития, значительно улучшая использование растворителя и успешно разрабатывая литий-металлическую батарею с плотностью энергии до 700 Вт·ч/кг. Что еще более важно, новая батарея способна выдавать почти 400 Вт·ч/кг энергии даже в экстремально низких температурах -50℃, предоставляя новое решение для питания транспортных средств на новых источниках энергии и полярных исследований. Соответствующие результаты исследований были опубликованы в научном журнале *Nature*.
Долгое время атомы кислорода считались незаменимым элементом в электролитных растворителях. Например, коммерчески доступные электролиты для литиевых батарей обычно состоят из солей лития и карбонатных растворителей. Ион-дипольное взаимодействие между литием и кислородом в карбонатном растворителе может способствовать растворению солей лития. Однако этот растворитель обладает плохой смачиваемостью и требует большого количества, что затрудняет дальнейшее повышение плотности энергии батарей. В то же время сильные взаимодействия препятствуют межфазному переносу заряда в батарее, ограничивая ее работу при низких температурах; батареи, как правило, не могут работать при температуре ниже -50°C.
С этой целью исследовательская группа разработала и синтезировала ряд новых фторированных углеводородных молекул-растворителей. Контролируя электронную плотность атомов фтора и стерические препятствия молекул растворителя, они добились эффективного растворения солей лития в электролите, успешно заменив традиционный способ координации литий-кислород.
Дальнейшая оптимизация молекулярной структуры позволила команде уточнить принципы проектирования и правила совместимости лития с металлом в этом типе электролита. По сравнению с традиционными электролитными системами на основе координации лития и кислорода, хорошая смачиваемость и высокая степень использования фторированных углеводородных растворителей позволяют значительно сократить количество
Технология использует атомы фтора для замены атомов кислорода при растворении солей лития, значительно улучшая использование растворителя и успешно разрабатывая литий-металлическую батарею с плотностью энергии до 700 Вт·ч/кг. Что еще более важно, новая батарея способна выдавать почти 400 Вт·ч/кг энергии даже в экстремально низких температурах -50℃, предоставляя новое решение для питания транспортных средств на новых источниках энергии и полярных исследований. Соответствующие результаты исследований были опубликованы в научном журнале *Nature*.
Долгое время атомы кислорода считались незаменимым элементом в электролитных растворителях. Например, коммерчески доступные электролиты для литиевых батарей обычно состоят из солей лития и карбонатных растворителей. Ион-дипольное взаимодействие между литием и кислородом в карбонатном растворителе может способствовать растворению солей лития. Однако этот растворитель обладает плохой смачиваемостью и требует большого количества, что затрудняет дальнейшее повышение плотности энергии батарей. В то же время сильные взаимодействия препятствуют межфазному переносу заряда в батарее, ограничивая ее работу при низких температурах; батареи, как правило, не могут работать при температуре ниже -50°C.
С этой целью исследовательская группа разработала и синтезировала ряд новых фторированных углеводородных молекул-растворителей. Контролируя электронную плотность атомов фтора и стерические препятствия молекул растворителя, они добились эффективного растворения солей лития в электролите, успешно заменив традиционный способ координации литий-кислород.
Дальнейшая оптимизация молекулярной структуры позволила команде уточнить принципы проектирования и правила совместимости лития с металлом в этом типе электролита. По сравнению с традиционными электролитными системами на основе координации лития и кислорода, хорошая смачиваемость и высокая степень использования фторированных углеводородных растворителей позволяют значительно сократить количество
