Neue Fortschritte bei der Forschung und Entwicklung neuer Festkörper-Lithium-Metall-Organik-Batterien

Aufgrund ihrer guten Sicherheit und hohen theoretischen Kapazität hat die Forschung und Entwicklung von Festkörper-Lithiummetallbatterien mit Festkörperelektrolyten anstelle von flüssigen Elektrolyten viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, daher ist auch die Entwicklung von Festkörperelektrolyten besonders wichtig. Der Reporter erfuhr von derHochschulefür Materialien und Energie der Yunnan-Universität am 17., dass das Team von Professor Guo Hong von derHochschulehat kürzlich die neuesten Fortschritte bei der Forschung und Entwicklung neuer Festkörper-Lithium-Metall-Organik-Batterien gemacht, und die internationale Zeitschrift"Kohlenstoff-Energie"hat entsprechende Forschungsergebnisse veröffentlicht.

Bisherige Forschung und Produktion konzentrierten sich hauptsächlich auf anorganische Elektrolyte wie Sulfide, Halogenide und Oxide. Diese Festelektrolyte weisen jedoch Nachteile wie Steifheit und Luftempfindlichkeit auf, die die Grenzflächenstabilität sowie die Zyklen- und Ratenleistung von Batterien beeinträchtigen.

In den letzten Jahren haben organische Polymerelektrolyte aufgrund ihrer Vorteile wie Flexibilität undSeinleicht zu verfilmenKovalente organische Gerüstmaterialien sind eine ArtTräger für vielversprechender Einzelionen-Festelektrolyt, aber die Forscher müssen die Anzahl der aktiven Stellen eingehend untersuchen,UndTDie Auswirkung der Skelettstruktur auf die Lithiumionenleitfähigkeit, Migrationszahl und Batterieleistung.

Basierend auf dem aktuellen Forschungsstand und den Problemen und kombiniert mit der bisherigen Forschungsgrundlage entwarf und erstellte das Team von Professor Guo Hong drei Arten von Coventiertes organisches Gerüst, einzelnes Lithiumionenleitermaterial, reguliert durch Lithiumcarboxylat. Ausgehend von den Auswirkungen unterschiedlicher Gerüststrukturen und der Anzahl aktiver Stellen auf die Leitfähigkeit und Migrationszahl von Lithiumionen untersuchten sie in Kombination mit theoretischen Berechnungen eingehend die elektrostatische Potenzialverteilung der drei Materialien und analysierten mithilfe von Dichtefunktionaltheorieberechnungen den Migrationspfad von Lithiumionen und die Unterschiede in den Energiebarrieren.

Anschließend stellte das Forschungsteam eineQuasi-Feststoffbatteriemit Lithiummetall als negative Elektrode, organischem Kleinmolekül Cyclohexanon als positive Elektrode und dem konstruierten Einzelionenleiter als Festkörperelektrolyt.

Die Ergebnisse von Leistungstests und theoretischen Berechnungen zeigen, dass Einzelionenleiter das Wachstum von Lithium wirksam hemmen könnenKristalleund Quasi-Festkörperbatterien können die Auflösung organischer niedermolekularer Kathodenmaterialien in Elektrolyten lösen. Diese Strategie liefert wichtige theoretische Grundlagen und technische Unterstützung fürhocheffiziente quasi-Festkörper-Lithium-Metall-Organik-Batterien.

Quelle: Science and Technology Daily