تقدم جديد في البحث والتطوير للبطاريات العضوية المعدنية الليثيوم ذات الحالة الصلبة الجديدة
2022-07-29 19:07نظرًا لسلامتها الجيدة وقدرتها النظرية العالية، فقد اجتذب البحث والتطوير لبطاريات معدن الليثيوم ذات الحالة الصلبة مع إلكتروليتات الحالة الصلبة بدلاً من الإلكتروليتات السائلة الكثير من الاهتمام، لذا فإن تطوير إلكتروليتات الحالة الصلبة له أيضًا أهمية خاصة. وعلم المراسل منكليةالمواد والطاقة من جامعة يوننان يوم 17 أن فريق البروفيسور قوه هونغ منكليةحققت مؤخرًا أحدث التقدم في البحث والتطوير لبطاريات عضوية معدنية ليثيوم صلبة جديدة، والمجلة الدولية"طاقة الكربون"وقد نشرت نتائج البحوث ذات الصلة.
ركزت الأبحاث والإنتاج السابقة بشكل أساسي على الشوارد غير العضوية مثل الكبريتيدات والهاليدات والأكاسيد. ومع ذلك، فإن هذه الإلكتروليتات الصلبة لها عيوب مثل الصلابة وحساسية الهواء، مما يؤثر على استقرار الواجهة البينية ودورة ومعدل أداء البطاريات.
في السنوات الأخيرة، جذبت إلكتروليتات البوليمر العضوية الاهتمام تدريجيًا نظرًا لمزاياها مثل المرونة وكونمن السهل تشكيل الأفلام. المواد الإطارية العضوية التساهمية هي نوع منالناقل&نبسب;ل واعدة بالكهرباء الصلبة أحادية الأيون، لكن يحتاج الباحثون إلى دراسة عدد المواقع النشطة بعمق,ورتأثير الهيكل العظمي على موصلية أيون الليثيوم ورقم الهجرة وأداء البطارية.
استنادًا إلى حالة البحث الحالية ومشاكله، وبالاشتراك مع أساس البحث السابق، قام فريق البروفيسور قوه هونغ بتصميم وإعداد ثلاثة أنواع جإطار عضوي بيضاوي، مادة موصل أيون الليثيوم واحدة تنظمها كربوكسيل الليثيوم. من خلال تأثيرات الهياكل الإطارية المختلفة وعدد المواقع النشطة على الموصلية وعدد هجرة أيونات الليثيوم، جنبًا إلى جنب مع الحسابات النظرية، قاموا بدراسة عميقة لتوزيع الجهد الكهروستاتيكي للمواد الثلاث، واستخدموا حسابات نظرية الكثافة الوظيفية لتحليل الهجرة مسار أيونات الليثيوم وفرق حاجز الطاقة.
وبعد ذلك قام الفريق البحثي بتجميع أبطارية شبه صلبةمع فلز الليثيوم باعتباره القطب السالب، والجزيء العضوي الصغير الهكسانون الحلقي باعتباره القطب الموجب، والموصل الأيوني المفرد المبني باعتباره المنحل بالكهرباء في الحالة الصلبة.
تظهر نتائج اختبارات الأداء والحسابات النظرية أن الموصلات أحادية الأيون يمكن أن تمنع بشكل فعال نمو الليثيومبلورات، ويمكن للبطاريات شبه الصلبة أن تحل تحلل مواد الكاثود العضوية ذات الجزيئات الصغيرة في الشوارد الكهربائية. توفر هذه الإستراتيجية أساسًا نظريًا مهمًا ودعمًا فنيًا لبطاريات عضوية من معدن الليثيوم شبه الصلب ذات كفاءة عالية.
المصدر: العلوم والتكنولوجيا اليومية