- В России всерьёз обсуждают запрет на звонки... (629)
- ИИ за три недели с нуля спроектировал... (573)
- В «Яндекс Go» рассказали, когда выгоднее... (700)
- Китай возмущён: США нацелились на устаревшие... (560)
- CATL придумала, как защитить... (524)
- Большое обновление «Алисы» и умных устройств... (645)
- Новая Lada Vesta Sport не будет страдать от... (535)
- «Похороны» легендарной Lada Niva отменяются:... (560)
- Россияне распробовали JAC: автомобили этой... (485)
- Настоящий «внедорожник» в мире роботов. Илон... (582)
- В 10 регионах России полностью запретили... (555)
- Потоп отменяется: умный дом Сбера пополнился... (532)
- Представлена цельнометаллическая... (435)
- После громкой презентации новые «Волги» не... (411)
- В 10 регионах России запретили... (578)
- Когда Aurus Komendant не доступен,... (516)
Исследователи из Сколтеха раскрыли тайну поведения этиленкарбоната в литий-ионных аккумуляторах
Дата: 2024-10-24 23:00
Исследователи из Сколтеха предложили новое объяснение давней загадки в науке о литий-ионных аккумуляторах, которая связана с ролью этиленкарбоната в электролитах. Их исследование, опубликованное в журнале Journal of Materials Chemistry A, даёт новое представление о том, почему этиленкарбонат и пропиленкарбонат ведут себя по-разному по отношению к графитовым анодам в литий-ионных аккумуляторах.
Проблема коррозии графитового анода была одной из первых проблем, с которой столкнулись исследователи в начале эпохи коммерческих литий-ионных аккумуляторов. Электролиты на основе пропиленкарбоната, которые были дружественными к металлическому литию, оказались едкими по отношению к графиту. Эта проблема препятствовала использованию графитовых электродов до тех пор, пока не был представлен этиленкарбонат в качестве альтернативы пропиленкарбонату.
Граница между молекулами этиленкарбоната (слева) и слоистой структурой графита (справа). Графит используется в анодах, а этиленкарбонат — в жидких электролитах литий-ионных аккумуляторов. Источник: Blender 3.6 by Sergey Luchkin / SkoltechХотя молекулы этиленкарбоната и пропиленкарбоната очень похожи с электрохимической точки зрения, они ведут себя совершенно по-разному по отношению к графитовым анодам. Это явление, известное как несоответствие EC-PC, широко исследовалось и обсуждалось среди учёных и производителей аккумуляторов на протяжении десятилетий, но консенсуса до сих пор нет.
Исследователи из Сколтеха предположили, что присутствие этиленкарбоната в электролите приводит к образованию тонкого слоя очень вязкой жидкости на поверхности графита. Этот слой защищает графит, предотвращая проникновение слишком большого количества молекул электролита между его слоями и, в конечном итоге, отслоение слоёв графита и повреждение анода.
Эксперименты, проведённые для проверки этой гипотезы, подтвердили, что этот слой действительно появляется в электролитах на основе этиленкарбоната, но не в электролитах на основе пропиленкарбоната. Примечательно, что вязкий жидкий слой появляется раньше и, следовательно, влияет на формирование твердоэлектролитной интерфазы, которая является важнейшим компонентом литий-ионных аккумуляторов.
При использовании в качестве растворителя в электролите аккумулятора этиленкарбонат создаёт защитный слой (вверху слева) на графитовом электроде, что приводит к образованию твёрдой электролитной интерфазы (внизу слева). Напротив, при использовании пропиленкарбоната графит остаётся уязвимым к деградации. Источник: Blender 3.6 by Sergey Luchkin / SkoltechЭто понимание процессов на границе раздела в литий-ионных аккумуляторах даёт новый взгляд на взаимодействие между составом электролита и динамикой на границе раздела анод-электролит, что имеет решающее значение для разработки более стабильных и эффективных аккумуляторов.
Подход, предложенный в исследовании, выходит за рамки литий-ионных аккумуляторов, предлагая ценные идеи для новых дополнительных технологий натрий и калий-ионных аккумуляторов. Исследование расширяет понимание того, как физические свойства компонентов электролита влияют на динамику интерфейса, потенциально ускоряя инновации в области хранения энергии.
«Наше исследование даёт новое представление о роли этиленкарбоната в литий-ионных аккумуляторах и объясняет, почему этот материал ведёт себя по-разному по отношению к графитовым анодам. Это открытие имеет важное значение для разработки более безопасных и эффективных литий-ионных аккумуляторов», — сказал Сергей Лучкин, старший научный сотрудник Сколтеха.
«Мы надеемся, что наше исследование будет полезным для разработки новых технологий хранения энергии, таких как натрий и калий-ионные аккумуляторы. Мы продолжаем исследовать возможности этих технологий и надеемся, что они будут иметь значительное влияние на будущее хранения энергии», — добавил Егор Пажетнов, ведущий инженер-технолог Сколтеха.
Подробнее на iXBT
Предыдущие новости
Новый гидрогелевый полупроводник: ключ к созданию идеальных биоэлектронных интерфейсов
Учёные из Чикагского университета разработали новый материал, который может стать идеальным соединителем электроники с живой тканью. Этот материал представляет собой гидрогель, который одновременно является полупроводником и обладает мягкими и растяжимыми свойствами, что делает его идеальным для биоэлектроники. Гидрогель был разработан командой исследователей под руководством...
Без электричества и с чувством осязания: разработана первая мягкая сенсорная панель без электричества
Исследователи из Университета Тампере представили первую мягкую сенсорную панель, способную определять силу, площадь и местоположение контакта без использования электричества. Это устройство, созданное из мягкого силикона, содержит 32 пневматических канала, каждый шириной всего несколько сотен микрометров, которые адаптируются к прикосновению. Благодаря своей конструкции,...
Астрономы потребовали запретить SpaceX запускать спутники Starlink под предлогом защиты окружающей среды
Группа из 120 астрономов и экспертов заявила о необходимости приостановки запусков новых телекоммуникационных спутников SpaceX Starlink до тех пор, пока не будет полностью изучен вопрос влияния крупных спутниковых группировок на окружающую среду. С этой целью они направили письмо в Федеральную комиссию по связи (FCC), которая является одним из отраслевых регуляторов....
Midjourney запустила мощный ИИ-редактор изображений и улучшенную модерацию
Midjourney, являющаяся одной из ведущих компаний по разработке нейросетей для генерации изображений по текстовым описаниям, анонсировала тестирование новых функций, включая внешний редактор изображений, режим редактирования текстур и систему модерации на основе искусственного интеллекта новейшего поколения. Источник изображения:...