Le revêtement permanent promet des batteries au lithium plus durables et à haute capacité

Les chercheurs en Chine ont développé un revêtement à double coquille qui pourrait rendre les batteries lithium-ion à grande capacité plus durables, résolvant des problèmes de longue date avec les cathodes riches en lithium.

LIF @ Sinelle Design par une équipe de chercheurs de l’Université Hebei et de l’Université Longyan unit deux couches protectrices pour prévenir les dommages de surface et améliorer les performances du cyclisme, offrant une voie pratique vers des batteries stables et à haute énergie.

Les batteries lithium-ion alimentent la plupart des véhicules électriques, smartphones et systèmes de stockage d’énergie renouvelable d’aujourd’hui. Ils sont légers, rechargeables et emballent une densité d’énergie élevée, ce qui les rend vitaux pour les transitions de puissance propre. Pourtant, la technologie fait face à des obstacles.

Instabilité de la cathode, ventilation de l’électrolyte et de la capacité progressive de la capacité de raccourcissement de la vie. Les risques de sécurité, tels que la surchauffe et les risques d’incendie, restent également une préoccupation. De plus, la dépendance à des métaux rares comme le cobalt et le nickel augmentent les problèmes de coût et de chaîne d’approvisionnement.

Ces limitations entraînent des recherches sur des conceptions plus sûres et plus élevées qui peuvent fournir des cycles de vie plus longs et des performances améliorées.

Le blindage des oxydes en couches riches en cathodeslihium riches en lithium (LRMO) ont attiré l’attention pour leurs avantages élevés et coûts. Mais la libération d’oxygène à haute tension, l’effondrement structurel et la corrosion à partir de la panne d’électrolyte limitent leur utilisation. Ces problèmes déclenchent la désintégration de la tension et la perte de métal, réduit la durée de vie de la batterie.

Les stratégies de revêtement ont été testées, mais de nombreux transports d’ions bloquaient ou décollent après une utilisation répétée. L’approche LIF @ Spinel combine un tampon spinelle pour le mouvement des ions rapides avec une couche extérieure LIF qui bloque une attaque corrosive, ont déclaré les chercheurs.

Le revêtement a été construit en utilisant la reconstruction in situ. Une couche de spinelle s’est formée directement sur la surface de la cathode, créant un réseau 3D pour le transport au lithium-ion. Sur le dessus, un bouclier Lif Shield lié chimiquement avec des ancres Ni – F a scellé l’électrode contre l’attaque électrolytique.

La microscopie électronique à transmission et la spectroscopie photoélectronique aux rayons X ont confirmé l’intégration transparente des deux couches.

Les tests ont montré de forts résultats. À 2 ° C, la cathode revêtue a conservé 81,5% de sa capacité après 150 cycles, contre 63,2% pour un échantillon non enduit. Même sous un cycle ultra-rapide à 5 ° C, la conception à double coquille détenait plus de 80% de sa capacité. Les résultats de l’impédance électrochimique ont montré une résistance plus faible, un flux d’ions plus rapide et moins de sous-produits corrosifs.