Московское время
:
EUR 76.06 USD 66.89
Курс валют на 17.08.2018
Наука / Авторские материалы

Ученые нашли способ продлить работу литий-ионных батарей для электромобилей

Исследователи аккумуляторной батареи в Национальной лаборатории аргона при Министерстве энергетики США обнаружили важную химическую реакцию, которая напоминает метод, используемый для приготовления солений. Реакция обеспечивает ключевое понимание поведения обычной электролитной добавки, используемой для повышения производительности.

Ученые нашли способ продлить работу литий-ионных батарей для электромобилей

Система хранения энергии для электромобилей - литий-ионная батарея. Во всех батареях на электромобилях чем больше энергии хранится, тем дольше диапазон движения. Однако в настоящее время катод ограничивает максимальную емкость хранения литий-ионной батареи. Преодоление этого ограничения требует использования катодных материалов с большой емкостью и работы при высоком напряжении. Хотя такие материалы были идентифицированы, их долговременное использование остается проблематичным, поскольку они деградируют жидкий электролит, контактирующий с возбужденным катодом во время цикла заряда-разряда литиево-ионной ячейки.

Одним из известных способов решения этой проблемы является добавление повышающей производительность добавки в жидкий электролит. Она модифицирует поверхность катода, образуя защитный слой, который останавливает разложение электролита. Одной из таких обычных добавок, которая оказалась эффективной, является TMSPi. Механизм его полезного эффекта был загадкой до сих пор.

Неожиданный новый результат заключается в том, что сама молекула TMSPi не участвует непосредственно в защите катода. Активный компонент представляет собой другую молекулу PF2OSiMe3, которая химически получена из TMSPi. Это соединение медленно образуется, так как литиевая соль в электролите реагирует с TMSPi. Ученые сравнили этот процесс “с анаэробным брожением огурцов в рассоле, что дает вкусные соленые овощи”.

Эксперты продемонстрировали, что этот “маринование” предлагает несколько положительных эффектов. Продукт реакции уменьшает повышение электрического сопротивления, которое обычно происходит в аккумуляторном элементе во время циклического разряда. Нежелательное замедление ионов лития, движущихся между катодом и анодом, и необратимое изменение состава катода вызывают повышение сопротивления; уменьшение сопротивления приводит к быстрой зарядке и разрядке литий-ионной ячейки.

Продукт TMPSi также уменьшает вредные потери переходного металла (обычно кобальта или марганца) в материале катода. После выхода из катода ионы переходных металлов проходят через электролит к аноду, ухудшая его характеристики при длительном циклировании. Продукт TMPSi не только ограничивает потерю переходного металла, но также уменьшает возникновение паразитных токов, которые ухудшают процесс заряда-разряда.

Читайте также: Ученые изучили в деталях разрушительный растительный вирус

Автор: Марина Вебер
Читайте также
Добавление комментария
Последние новости