Un nuovo approccio per migliorare le prestazioni della batteria

Un recente studio, UNIST affiliato ha introdotto una nuova tecnologia che promette di aumentare significativamente le prestazioni delle batterie al litio metallico, un candidato promettente per la prossima generazione di batterie ricaricabili. Lo studio convalida inoltre il principio delle prestazioni potenziate della batteria attraverso l'osservazione in situ in tempo reale del ciclo di scarica di carica.

Le batterie al litio metallico sono un tipo di batteria ricaricabile che ha il litio come anodo. Tra un certo numero di diversi materiali catodici, il metallo al litio ha la tensione di pilotaggio più bassa e vanta una capacità circa 10 volte maggiore rispetto agli anodi di grafite convenzionali. Pertanto, sta guadagnando molta attenzione come potenziale materiale anodico di prossima generazione per veicoli elettrici e sistemi di stoccaggio di energia su larga scala.

Mentre l'anodo di metallo al litio è un candidato ideale per batterie ad alta densità di energia, il pieno utilizzo come anodo nelle celle commerciali è ancora inafferrabile. Ad esempio, il litio metallo tende a crescere in strutture dendritiche durante i processi di carica / scarica continui di una batteria, il che può comportare prestazioni scadenti. Questo perché questa struttura dendritica sullo strato superficiale di metallo al litio attiva cortocircuiti interni perforando il separatore della batteria.

Nello studio, il gruppo di ricerca ha soppresso la crescita dendritica dell'anodo di metallo di litio rivestendo il foglio di litio con uno strato di siliciuro di litio (LixSi). I risultati hanno mostrato eccellenti prestazioni elettrochimiche in termini di capacità di velocità e stabilità del ciclo.

È stato inoltre effettuato uno studio microscopico ottico in situ per monitorare la deposizione elettrochimica del litio sugli elettrodi di litio modificati LixSi e l'elettrodo di litio nudo. Gli anodi convenzionali di metalli di litio tendono a formare strutture dendritiche, che sono noti per innescare cortocircuiti interni perforando il separatore della batteria. Tuttavia, si osserva che è possibile ottenere una dissoluzione / deposizione di litio molto più uniforme sull'anodo di litio modificato LixSi rispetto all'elettrodo di litio nudo.

"Il nostro studio fornisce l'osservazione diretta sul comportamento elettrochimico, l'espansione del volume, così come la crescita dei dendriti di litio degli anodi di metalli di litio", afferma il professor Lee. "Applicare questo nella batteria reale contribuirà anche alla commercializzazione delle batterie al litio metallico".

Batteria agli ioni di litio 48v