Ученые из Аргоннской национальной лаборатории объявили о прорыве в понимании химии в основе литий-ионных батарей.
Данный вид аккумуляторов присутствует на рынке с 70-х гг. прошлого века. Но, как сообщает sciencedaily.com, ученым пока мало известно о процессах, происходящих в батареях на молекулярном и атомарном уровнях при зарядке и разрядке. Специалисты Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США решили заполнить этот пробел. Специалисты сообщили о прорыве в понимании химии слоя микроскопической толщины, формирующегося на границе сред жидкого электролита и твердого электрода (SEI).
Ученые уже несколько десятилетий рассматривают эту структуру. Известно, что SEI образуется на отрицательном графитовом электроде при первой зарядке батареи. Слой препятствует неблагоприятным реакциям на границе сред, не мешая движению ионов лития.
Международная команда, включавшая специалистов Копенгагенского университета, Мюнхенского технического университета и BMW Group, расшифровали химию одного из основных компонентов SEI, фторид лития. Основываясь на вычислениях и экспериментах, авторы установили, что слой формируется в ходе электрохимической реакции флуорида водорода.
Процесс зависит от материала электрода, который может быть металлическим, графеновым или графитовым. Команда разработала новый способ слежения за концентрацией флуорида водорода – результата взаимодействия остаточных следов влаги и соли LiPF6 в электролите. Метод поможет улучшить свойства SEI и помочь в изучении слоя.
«BMW Group уже использовала наши открытия в своих литий-ионных батареях. Проект также открывает новые возможности для улучшения существующих и разработки новых аккумуляторов», — отметил Ненад Марковиц, один из руководителей проекта.