پیشرفت جدید در تحقیق و توسعه باتری های آلی فلزی لیتیوم حالت جامد جدید
2022-07-29 19:07به دلیل ایمنی خوب و ظرفیت نظری بالا، تحقیق و توسعه باتری های فلزی لیتیومی حالت جامد با الکترولیت های حالت جامد به جای الکترولیت های مایع توجه زیادی را به خود جلب کرده است، بنابراین توسعه الکترولیت های حالت جامد نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. خبرنگار ازدانشکدهمواد و انرژی دانشگاه یوننان در هفدهم که تیم پروفسور گوا هونگ ازدانشکدهاخیراً آخرین پیشرفت‌ها را در تحقیق و توسعه باتری‌های آلی فلزی لیتیومی جدید حالت جامد داشته است و مجله بین‌المللی"انرژی کربن"نتایج تحقیقات مرتبط را منتشر کرده است.
تحقیقات و تولید قبلی عمدتاً بر روی الکترولیت های معدنی مانند سولفیدها، هالیدها و اکسیدها متمرکز بود. با این حال، این الکترولیت های جامد دارای کاستی هایی مانند صلبیت و حساسیت هوا هستند که بر پایداری سطحی و چرخه و سرعت عملکرد باتری ها تأثیر می گذارد.
در سال‌های اخیر، الکترولیت‌های پلیمری آلی به دلیل مزایایی مانند انعطاف‌پذیری و انعطاف‌پذیری به تدریج مورد توجه قرار گرفته‌اندبودنآسان برای تشکیل فیلم. مواد چارچوب آلی کووالانسی هستند نوعی ازحامل برای الکترولیت جامد تک یونی امیدوارکننده است، اما محققان باید تعداد سایت‌های فعال را عمیقاً مطالعه کنند،وتیاثر ساختار اسکلت بر رسانایی یون لیتیوم، تعداد مهاجرت و عملکرد باتری.
بر اساس وضعیت تحقیقاتی و مشکلات موجود و ترکیب با بنیاد تحقیقات قبلی، تیم پروفسور گوا هنگ سه مورد را طراحی و آماده کرد. انواع جقاب آلی بیضی مواد هادی تک یون لیتیوم که توسط لیتیوم کربوکسیلات تنظیم می شود. از اثرات ساختارهای چارچوب مختلف و تعداد مکان‌های فعال بر روی رسانایی و تعداد مهاجرت یون‌های لیتیوم، همراه با محاسبات نظری، آنها به طور عمیق توزیع پتانسیل الکترواستاتیکی سه ماده را مطالعه کردند و از محاسبات تئوری تابعی چگالی برای تجزیه و تحلیل مهاجرت استفاده کردند. مسیر یون های لیتیوم و تفاوت سد انرژی
متعاقباً، تیم تحقیقاتی aباتری شبه جامدبا فلز لیتیوم به عنوان الکترود منفی، مولکول آلی کوچک سیکلوهگزانون به عنوان الکترود مثبت، و هادی تک یونی ساخته شده به عنوان الکترولیت حالت جامد.
نتایج آزمایش های عملکرد و محاسبات نظری نشان می دهد که هادی های تک یونی می توانند به طور موثری از رشد لیتیوم جلوگیری کنند.کریستال هاو باتری های شبه حالت جامد می توانند انحلال مواد کاتدی با مولکول کوچک آلی را در الکترولیت ها حل کنند. این استراتژی پایه های نظری و پشتیبانی فنی مهمی را فراهم می کند برایباتری های آلی لیتیوم فلزی شبه جامد با راندمان بالا.
منبع: علم و فناوری دیلی