La batería de litio se "voltea": el mayor problema en la aplicación del ánodo de litio

El litio metálico puede ser un sustituto perfecto del grafito y se utiliza como material de electrodo negativo para baterías de iones de litio, de modo que estas últimas pueden resolver el problema de la "diferencia de kilometraje de funcionamiento". Recientemente, el último logro del grupo de investigación del profesor asociado Jinkui Feng de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Shandong se publicó en la revista Nano Energy. La introducción de esta tecnología ha hecho que las baterías de litio, que se consideran "no aptas para la energía de los vehículos eléctricos", tengan la esperanza de volcarse.

Los vehículos eléctricos puros son el foco de la industria automotriz. Uno de los componentes centrales de las baterías de litio se coloca repetidamente en la cúspide de la opinión pública. Es el mayor motivo de queja para el rendimiento y la duración de la batería de litio. Esto se debe al hecho de que las baterías de litio no han experimentado un avance significativo en los últimos años. Se entiende que el electrodo negativo de la batería comercial es principalmente un material de ánodo de grafito de menor capacidad, lo que limita la densidad de energía y el rango de crucero de la batería. En contraste, el litio metálico es un material de ánodo de batería de litio ideal que puede resolver su densidad de energía y rango de crucero.

Jinkui Feng cree que el uso de metal de litio como material de ánodo para baterías de iones de litio necesita principalmente superar dos problemas: seguridad y ciclo de vida. El principal problema que afecta al ánodo de litio metálico es la dendrita de litio. Durante el ciclo, debido a la polarización local, las dendritas de litio crecen en la superficie del litio metálico. Cuando la dendrita de litio crece hasta cierto punto, puede penetrar el diafragma. Problemas de seguridad, además, si las dendritas de litio se rompen, formarán "litio muerto", lo que provocará una pérdida de capacidad de la batería, por lo que las dendritas de litio son el mayor obstáculo para la aplicación de ánodos de metal de litio.

El profesor asociado Jinkui Feng utilizó la destilación al vacío para eliminar el zinc metálico de bajo punto de ebullición del latón comercial para sintetizar cobre poroso 3D y utilizarlo como colector de corriente para ánodos de metal de litio. La destilación al vacío es un método para obtener un producto puro de alto punto de ebullición evaporando uno o más componentes del precursor. El método es ecológico, de bajo costo y fácil de industrializar. El diámetro de los poros y la porosidad del cobre poroso preparado se pueden regular mediante el tiempo y la temperatura de destilación, y el subproducto de zinc producido se puede reciclar. Cuando el cobre poroso se utiliza como colector de corriente de ánodo de litio metálico, se puede suprimir el crecimiento de dendritas de litio, mejorando así la seguridad de la batería. También puede aliviar la expansión de volumen en el proceso de circulación, para formar una película SEI estable y una estructura de electrodo, y obtener un buen rendimiento de circulación y un rendimiento multiplicador.

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