Исследовательская группа из UNIST продемонстрировала, что жидкие электролиты в замороженном состоянии способны обеспечивать проводимость ионов лития, достаточную для работы батареи, — опровергая традиционное представление о том, что электролиты должны находиться в жидком состоянии для функционирования.
Исследование также выявило механизм переноса ионов лития в органических ледяных электролитах, открывая новые возможности для разработки твердоподобных электролитов для литий-металлических батарей (ЛМБ).
Результаты исследования опубликованы в онлайн-журнале Advanced Materials.
Как был изготовлен замороженный электролит Под руководством профессора Хён-Кона Сонга из Школы энергетики и химической инженерии UNIST и профессора Дон-Хва Со из Департамента материаловедения и инженерии KAIST команда создала органический ледяной электролит на основе этиленкарбоната (EC), циклического карбоната, широко используемого в коммерческих батареях.
Они исследовали, насколько хорошо электролит проводит ионы и насколько эффективно он транспортирует ионы лития в замороженном состоянии.
Результаты показали, что эти электролиты работают за счет скачкообразного механизма внутри твердой структуры, образованной иммобилизованными молекулами растворителя.
Почему замороженные электролиты важны для литий-ионных аккумуляторов В обычных литий-ионных батареях электролит представляет собой жидкий раствор солей лития, растворенных в органических растворителях, что позволяет ионам лития перемещаться между электродами во время зарядки и разрядки.
Температура плавления этиленкарбоната составляет около 37 °C, поэтому при комнатной температуре (~25 °C) он находится в твердом состоянии.
Обычно его смешивают с другими растворителями, чтобы снизить температуру плавления.
Однако в данном исследовании был разработан электролит, содержащий лишь небольшое количество соли лития , что позволило поддерживать его в замороженном, ледоподобном состоянии.
Характеристики и преимущества ледяного электролита Результаты экспериментов показали, что этот «ледяной электролит» обладал ионной проводимостью около 0,64 мСм/см и числом переноса ионов лития около 0,8 — значениями, сопоставимыми с показателями современных твердых электролитов.
При использовании в литий-металлических батареях замороженный электролит выдержал более 400 циклов заряда-разряда при комнатной температуре без внутренних коротких замыканий, демонстрируя стабильную и надежную работу.
Литий-металлические батареи рассматриваются как перспективное решение для хранения энергии в будущем, поскольку они способны накапливать до 50% больше энергии, чем обычные батареи.
Однако их более широкое применение ограничено такими проблемами, как образование дендритов — острых отложений лития, которые могут вызывать короткие замыкания, — и реакции между металлическим литием и жидкими электролитами.
Механизм ионного прыжкового переноса и перспективы дальнейших исследований Исследователи объяснили, почему ледяной электролит работает так хорошо.
Их анализ показал, что в замороженном состоянии молекулы растворителя иммобилизованы, а ионы лития перемещаются, перескакивая между соседними атомами кислорода в молекулах растворителя.
Такое целенаправленное движение ионов уменьшает побочные реакции и предотвращает образование дендритов — острых отложений, которые могут проколоть сепараторы и привести к поломкам.
Профессор
Сонг сказал:
«Хотя многие предполагают, что твердые электролиты должны быть жесткими неорганическими материалами или специальными полимерами, наши результаты показывают, что даже рыхлая, похожая на лед структура молекул растворителя может обеспечивать эффективную ионную проводимость.
Сейчас мы изучаем комбинации органических растворителей с более высокими температурами плавления, чтобы сделать этот подход практичным для реальных применений».
Сообщает android-robot.com
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- В Курской области выявили 28 случаев фиктивной регистрации иностранных граждан...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
03:28, 22 Фев Гибкость органических полупроводников: найден предел скорости для носимых устройств Учёные из Кембриджского университета впервые измерили, как жёсткость отдельных молекул органических полупроводников влияет на гибкость и потенциальну...
14:28, 07 Дек Спутник с ИИ выявил месторождение лития в Джеймс-Бей — Fleet Space В мировой космической отрасли происходят перемены, которые ещё несколько лет назад казались авантюрной футурологией. Алгоритмы, работающие автономно ...
19:11, 06 Апр В сочетании с правильным питанием EMS-тренировки дают заметные результаты уже в короткие сроки EMS-тренировки — это новый и эффективный подход в фитнесе, который сочетает обычную физическую нагрузку с воздействием электрических импульсов на мыш...
20:28, 10 Фев На 3D-принтере напечатали один из самых твердых инженерных материалов в отрасли Карбид вольфрама-кобальт (WC–Co) ценится за свою твердость, но это же свойство делает его необычайно сложным в обработке.
Существующий процесс являет...
08:28, 04 Апр Россия впервые за 20 лет нашла новые запасы лития. Металл нужен для высоких технологий Россия открыла новые запасы лития — впервые более чем за 20 лет.
Об этом заявил вице-премьер
Дмитрий Патрушев на заседании коллегии Федерального аген...
22:28, 12 Мар Рис за 48 рублей, макароны из твердых сортов по 38 рублей. Стоит ли ехать в «Светофор» за крупами и макаронами Прогород В магазине «Светофор» проверили, насколько выгодно закупаться макаронами и крупами.
Цены действительно низкие, но ассортимент круп оказался ...
23:28, 14 Мар В России разработают механизм налогового стимулирования проектов для техсуверенитета Правительство России поручило профильным ведомствам до 19 августа подготовить предложения по новому механизму стимулирования бизнеса, вкладывающего с...
10:28, 05 Сен Российские учёные обнаружили механизм выживания раковых клеток Совместное исследование специалистов в области медицины, химии и физики выявило необычный механизм выживания раковых клеток. Учёные установили, что о...
20:28, 10 Фев Исследователи обнаружили мозговой механизм, лежащий в основе «вспышек интуиции» Несмотря на десятилетия исследований, механизмы, лежащие в основе быстрых вспышек озарения, меняющих восприятие человеком окружающего мира, так назыв...
04:28, 13 Фев ЦБ внедрил механизм возврата денег жертвам мошенников. Как это будет работать Банк России разослал банкам рекомендации с алгоритмом действий, который позволит гражданам отказаться от получения денег, поступивших на их счета в р...
04:28, 19 Авг Заклинил механизм: В Воронеже прибор для лечения рака убил пациентку Факт смерти подтвержден, однако связи со сбоем в оборудовании не обнаружено, - заявили в департаменте здравоохранения по Воронежской области. Чудовищ...
22:28, 11 Дек Депутат Лантратова: в РФ следует ввести единый механизм записи на продлёнку Парламентарий направила обращение с таким предложением в Минпросвещения. По её мнению, нужно также предусмотреть запись в группы продлённого дня (ГПД...
11:28, 14 Дек Антикитерский механизм связали с лунным календарем учёные Университета Глазго Более века назад у берегов Греции из глубины морского залива подняли загадочный артефакт, который впоследствии изменил представления ученых о возможн...
22:28, 23 Дек Искусственный интеллект помог раскрыть механизм сверхпроводимости в новом материале Учёные из Университета Тохоку и компании Fujitsu использовали искусственный интеллект для анализа данных, полученных при исследовании сверхпроводящег...
00:28, 17 Дек Дизайн HUAWEI Nova 15 раскрыт на официальных рендерах Компания HUAWEI официально подтвердила запуск серии Nova 15 — презентация пройдёт в Китае уже 22 декабря.В линейку войдут три смартфона: HUAWEI Nova ...
00:28, 18 Авг Раскрыт срок запуска продаж марки Tenet Он состоится в августе-сентябре нынешнего года, сообщают «Китайские автомобили» со ссылкой на слайды из дилерской конференции Tenet. Это новая марка ...
05:28, 04 Апр Деньги стоят на паузе — но не исчезают: механизм возврата налогов в декретном отпуске Декретный отпуск — термин условный. Законодательство разделяет его на период беременности и родов, а также время по уходу за ребенком. Главная коллиз...
10:28, 13 Апр Тайный роман раскрыт: Мирослава Карпович выходит замуж Актриса Мирослава Карпович планирует выйти замуж за своего коллегу по театральной сцене Евгения Банифатова в ближайшее время. Об этом сообщает StarHi...
07:28, 03 Фев Раскрыт эффективный метод, которым пользуются китайцы на авторынке в РФ В российском автомобильном секторе всё активнее проявляется влияние Китая, где производители выходят на рынок быстро, а уже потом подстраиваются под ...
23:28, 27 Авг Рестлер, но не Леснар: Раскрыт неожиданный претендент на бой с Фёдором Емельяненко Глава Bellator по старой памяти не оставит Кейна Веласкеса без работы. Бывший чемпион UFC Кейн Веласкес, с 2019 года выступавший в рестлинге, уволен ...
08:28, 23 Апр Минпромторг выступил против отмены параллельного импорта. Почему механизм всё ещё нужен России Полностью отменять параллельный импорт в России пока рано, заявил глава Минпромторга Антон Алиханов. Хотя страна уже начала производить многие товары...
11:28, 11 Апр Океан нагрелся — и начал захватывать сушу: скрытый механизм уже меняет карту мира Мировой океан перестал играть по правилам. В 2024 году данные со спутников заставили ученых NASA пересматривать модели, которые считались незыблемыми...
10:28, 18 Фев Работает как единый механизм: в России внедрили роботизированный комплекс для обработки частей авиадвигателей На предприятии «ОДК-Сатурн», входящем в Объединённую двигателестроительную корпорацию Ростеха, запущен роботизированный комплекс для обра...
22:28, 12 Мар Мозговой архив не уходит на пенсию: ученые открыли механизм вечной молодости нейронов Долгое время концепция "угасания" мозга была единственной догмой, которой придерживалась нейробиология: считалось, что после завершения периода разви...
17:28, 25 Сен Омолодиться за 0 рублей: Раскрыт секрет питания и упражнений для максимального эффекта Капуста на завтрак, поклоны на обед и самогипноз перед сном. Питание — не единственное условие сохранения молодости. Люди, которые выглядят мол...
04:28, 28 Сен В КХЛ поймут: Раскрыт первый клуб НХЛ, который рискует не пережить карантин Сергей Бобровский и Евгений Дадонов могут стать безработными. В НХЛ вырисовывается первый претендент обанкротиться и, как следствие, вылететь в АХЛ, ...
22:28, 03 Окт Отомстит за колено Харитонова: Раскрыт следующий соперник Емельяненко в Bellator «Последний Император» может подраться в Англии с местным бойцом. Фёдор Емельяненко недавно рассказал, что его следующий бой в Bellator за...
23:28, 13 Янв Попользуется и кинет: раскрыт коварный план Apple на связь с Google Вслед за вчерашним внезапным анонсом сотрудничества между Apple и Google ради улучшения Siri аналитик TFI Securities Мин-Чи Куо выдал очень интересны...
01:28, 01 Янв Раскрыт хитрый способ получить доступ к чужим перепискам в WhatsApp* В сети набирает обороты мошенническая схема GhostPairing, которая позволяет читать чужие чаты и отвечать на них. Подробности в lifehacker. Согласно и...
18:28, 09 Мар Раскрыт секрет, как заставить страховщиков заплатить за «убитую» машину по максимуму Эпоха, когда тотальным повреждением считалась только груда металла после лобового столкновения, прошла. Сейчас автомобили напичканы чувствительной эл...
21:28, 01 Апр Мир не высохнет целиком: скрытый механизм в тропиках не дает засухе погубить урожаи всех стран Океан работает как гигантский предохранитель. Пока климатические алармисты рисуют карты выжженной земли, данные за 120 лет показывают: планета умеет ...
07:28, 01 Ноя Раскрыт секрет всех успешных и богатых людей: он оказался очень неприятным Кажется, стать безмерно богатым дано не каждому. Кадр из фильма «Волк с Уолл-стрит» Почти каждому человеку на Земле хочется стать успешным и богатым....
11:28, 11 Мар Опять всё слили: дизайн Google Pixel 11 Pro Fold раскрыт за полгода до презентации В сеть попали CAD-рендеры будущего Google Pixel 11 Pro Fold, опубликованные инсайдером OnLeaks совместно с порталом Android Headlines.Судя по изображ...
11:28, 20 Окт Для похудения нужны жиры: Раскрыт секрет правильной диеты в 2020 году Без сала, масла и жирного творога вес зависнет на месте. Жиры в ежедневном рационе помогают работе эндокринной и нервной системе, а также способствую...
11:28, 18 Ноя Huawei представит складной смартфон Mate X7 25 ноября: раскрыт дизайн и ключевые характеристики Huawei объявила о скором выпуске своего нового складного смартфона Mate X7. Презентация состоится 25 ноября в Китае — одновременно с дебютом фл...
03:28, 29 Дек Бывший SsangYong готовит конкурента для Toyota Hilux — раскрыт дизайн нового пикапа KGM Musso Среднеразмерные пикапы пользуются большой популярностью во многих странах, и автопроизводители выстраиваются в очередь, чтобы бросить вызов бестселле...
08:28, 03 Янв Раскрыт важный секрет: что отличает женщину, у которой нет отбоя от мужчин от той, у кого нет внимания совсем Шедеврум Историй две, и они как будто с разных планет. В одной — девушка с модельной внешностью и хорошим образованием честно признается: за ней нико...
04:28, 02 Мар Не только белковая жизнь: раскрыт план поиска альтернативных форм жизни на Венере в рамках проекта «Венера-Д» Научный руководитель Института космических исследований (ИКИ) РАН академик Лев Зеленый рассказал о деталях миссии «Венера-Д». Главной зад...