Новый электролит на основе метилированного эфира для Li

Из-за своей высокой теоретической плотности энергии литий-кислородные батареи (LOB) находятся в центре внимания многих исследований будущих поколений накопителей энергии, особенно для распространенных электромобилей. Однако такие проблемы, как низкая эффективность обратного прохождения, плохая обратимость и низкая стабильность электролита, препятствуют практическому применению.

Типичная неводная литий-кислородная батарея основана на обратимой электрохимической реакции между Li+ и O2. Во время этого процесса окисляющие промежуточные продукты, такие как LiO2, O22-, OOH- или 1O2, могут атаковать органический электролит и привести к снижению производительности. Поиск электролита с более высокой стабильностью является одной из ключевых задач разработки ЛОБ.

Электролиты на основе эфира широко используются в литий-кислородных батареях из-за их относительно высокой ионной проводимости, растворимости O2 и электрохимической стабильности.

Однако обычные эфиры имеют слабые места и подвержены воздействию супероксидов или синглетного кислорода в результате реакций отделения водорода, что приводит к снижению производительности при длительной эксплуатации.

Теперь группа из Университета науки и технологий Хуачжун в Китае сообщает о разработке полностью метилированного циклического эфира, 2,2,4,4,5,5-гексаметил-1,3-диоксолана (HMD), который демонстрирует превосходную стабильность в наличие O2– или 1O2.

В статье в журнале Angewandte Chemie они сообщают, что срок службы элемента с электролитом на основе HMD составил 157 циклов — в четыре раза дольше, чем у элемента с обычным 1,3-диоксоланом (DOL) или 1,2-диоксоланом. электролиты на основе диметоксиэтана (ДМЭ).

Исследователи объяснили превосходную стабильность HMD в присутствии супероксида или синглетного кислорода тем, что все активные атомы α-H замещены метильными группами.

По мнению исследователей, полученные результаты могут привести к разработке высокопроизводительных перезаряжаемых литий-кислородных батарей.

Ресурсы

Чжимей Хуан, Хайпэн Цзэн, Мэйлан Се, Син Линь, Чжаомин Хуан, Юэ Шен, Юньхуэй Хуан (2018) «Стабильный электролит литий-кислородной батареи на основе полностью метилированного циклического эфира» Angew. Chem. Int. Ed. doi: 10.1002/ ани.201812983

Опубликовано 25 января 2019 г. в Аккумуляторы, Li-O2 | Постоянная ссылка | Комментарии (0)