Desbloqueo de los componentes de la interfaz de electrolitos sólidos de las baterías de litio para ayudar a construir una nueva tecnología de batería

Durante el proceso de carga de la batería, se produce una reacción electroquímica del fluoruro de hidrógeno, que se convierte de un electrolito en fluoruro de litio en estado sólido y produce hidrógeno. Tales reacciones dependen en gran medida de los materiales de los electrodos como el grafito, el grafeno y los metales, lo que también demuestra la importancia de los catalizadores de batería.

Aunque las baterías de iones de litio son la corriente principal del almacenamiento de energía en la actualidad, la ciencia básica molecular y atómica de carga y descarga sigue siendo un misterio.

Según el estudio del Laboratorio Nacional de Argón del Departamento de Energía en NatureCatalysis, el equipo de investigación ha logrado un gran avance en la composición química de la interfaz del electrolito sólido entre el electrodo y el electrolito líquido. Esto ayudará a mejorar la capacidad del equipo para predecir la duración de la batería, que es crucial para los fabricantes de vehículos eléctricos, dijo Dusan Strmcnik, ingeniero químico del Departamento de Ciencia de Materiales (MSD) del Laboratorio Nacional de Argonne.

Los científicos han estado trabajando durante mucho tiempo para romper el SEI de las baterías de iones de litio, pero solo saben que la formación de SEI formará un SEI, se produce una película delgada de milésimas de milímetro en el electrodo de grafito y la película puede proteger el interfaz de reacciones dañinas mientras permite iones de litio. Hay una lanzadera entre el electrodo y el electrolito, por lo que es necesario un SEI de buen rendimiento para una batería de iones de litio. Strmcnik señaló que la eficiencia y la longevidad de la batería dependen de la calidad SEI. Si los científicos pueden descubrir sus reglas de composición química e independiente, pueden mejorar la eficiencia de la batería a través de SEI.

Por lo tanto, el Laboratorio Nacional Argonne formó un equipo de investigación internacional con la Universidad de Copenhague, Dinamarca, la Universidad Técnica de Munich, Alemania y BMW Group, y resolvió con éxito el fluoruro de litio, una sustancia química común de la batería de iones de litio SEI.

Los experimentos y cálculos indican que las reacciones electroquímicas de fluoruro de hidrógeno se producen durante la carga de la batería, y el fluoruro de litio se convierte de electrolito en estado sólido y se produce hidrógeno. Tales reacciones dependen en gran medida de los materiales de los electrodos como el grafito, el grafeno y los metales, lo que demuestra la importancia de los catalizadores de batería.

El equipo también desarrolló un nuevo método para detectar concentraciones de fluoruro de hidrógeno. Dado que el fluoruro de hidrógeno es una sustancia dañina formada por la humedad y la sal de litio (LiPF6), este método de detección es clave para la investigación científica futura de SEI. El investigador NenadMarkovic dijo que el estudio se probará en el Centro de Investigación de Baterías de BMW en el futuro. El siguiente paso del estudio es diseñar una nueva tecnología de batería de iones de litio que abrirá otro camino para las baterías de iones de litio en la actualidad.

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