Композитный электрод повысит эффективность работы литий-металлических батарей

Для повышения плотности энергии литий-металлических батарей (LMB) требуется более тонкий слой лития. Применение литиевого порошка (LMP) упрощает изготовление таких электродов, обеспечивает необходимую гибкость конструкции батарей и объёмный контроль за осаждением/растворением лития. Однако неоднородность поверхности коммерческих LMP ограничивает их практическое использование в LMB.

Недавно, в журнале Advanced Energy Materials, исследователи из Кореи сообщили о новом подходе, в соответствии с которым в процессе изготовления электродов в LMP вводили LiNO3. Как результат, были получены композитные электроды (LN-LMP) шириной 150 мм и толщиной всего 20 мкм, оптимально стабилизирующие поверхность LMP и демонстрирующие выход по току 96%.

Добавление в суспензию нитрата лития делало поверхность LMP однородной за счет обогащённой азотом межфазной границы твёрдого электролита. Предварительно введённый LiNO3 также действовал как резервуар для возобновляемого высвобождения лития в электролит, помогая ремонтировать дефекты интерфазы при циклической эксплуатации батареи.

Тестирование показало отличные эксплуатационные характеристики литий-металлических батарей с LN-LMP (450 циклов с сохранением 87,3% исходной энергоёмкости), которые оказались даже лучше, чем у батарей с электролитами, содержащими LiNO3.

«Мы ожидаем, что предварительный ввод стабилизирующих добавок в LMP-электрод станет ключевой ступенькой на пути к широкомасштабной коммерциализации литий-металлических, литий-серных и литий-воздушных аккумуляторов с высокой удельной энергоёмкостью и длительным сроком эксплуатации», — заявил профессор Ён Мин Ли (Yong Min Lee) из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST).