Passant batterie au lithium, melons pour la première masse réactionnelle peut-être des dispositifs électroniques. Cette réaction est en fait droit, les yeux des gens sont tranchantes. La batterie première commercialisation réussie du monde de lithium-ion qui est lancé en 1992 par la société japonaise Sony Corporation, a ensuite été appliqué à divers appareils électroniques portables.
Alors, pourquoi est-il appelé les batteries lithium-ion? Du fait que les matériaux d'anode et de cathode de ces cellules offrent un nid chaud ion de lithium, de sorte qu'ils reposent à la maison (état de charge) et le temps de travail (état déchargé) de la solution électrolytique à vent et la pluie ne craignent pas maintenir leur passion état complet (ionique), plus d'un sentiment de sécurité! Dans les matériaux particuliers de batterie, lithium-ion anode - structure ultra-stable de matériau graphite, un regard qui grande pièce de développeurs à faire (figure 1) qui permet aux ions de lithium incorporés dans le procédé d'extrusion répétée sans se soucier de la qualité de la maison, peur bâtiment effondrement. Affaissement du plancher Qu'est-ce qui se passe? des ions lithium sont actifs sera sans abri, l'électrolyte exposé, des réactions secondaires (empoisonnement) avec l'électrolyte, et ensuite, le no. Ils réagissent avec des ions lithium dans l'électrolyte par voie électrochimique composant actif générant aucun organique / inorganique, pro, pressé de votre changement de batterie de téléphone cellulaire, il ...... Ainsi, l'anode du graphite, la première fois de disposer d'une batterie lithium-ion négatif avec le sentiment extrême de la maison.
Voir ici, vous pouvez vous sentir un matériau graphite est la cathode de la batterie lithium du MVP, alors vous êtes la routine! Aujourd'hui, nous allons discuter de l'anode en lithium métallique, à faible clé est le vrai roi!
La figure 1 intercalation d'ions lithium dans le graphite de la batterie au lithium-ion matériau d'électrode négative de
En fait, dès avant le lancement des batteries lithium-ion Sony en 1958, un étudiant de troisième cycle à l'Université de Californie, a proposé le lithium, le sodium et d'autres métaux faire cathode de la batterie actif envisagée par plus tard, les gens ont commencé à lithium métal comme l'électrode négative pour le lithium cellulaire. Pendant des décennies, cette fois-ci, on a constaté que l'anode en lithium métallique au travail, bien que, contrairement à la surface de l'anode en graphite que la salle est prête pour le lithium-ion qui vivent, mais la forme de membrane naturelle d'une interface d'électrolyte solide (film de SEI, . la figure 2), l'abri fournit un endroit pour les ions lithium sont transmis, ce qui empêche le dépôt de lithium métallique est formée au cours de la corrosion électrolytique.
Cependant, de plus en plus de lithium métallique déposée, devient lieu bondé (pas de façon, pas de place, mélangé avec Bai en direct), et il produira la topographie de surface extrêmement inégale du métal lithium, l'industrie appellent cela lithium dendrites phénomène de croissance. Encore plus effrayant est que les ions lithium ont été particulièrement à se réunir dans un lieu où dendrites de lithium, de sorte que les dendrites de lithium locaux devinrent de plus en plus, éclatant finalement le film SEI. Lorsque cela se produit, triste rappel de lithium métal est exposé à un monde rempli d'électrolyte, comme les gens assis dans une fusée hors de l'atmosphère, mais il a oublié de porter une combinaison spatiale, directement sur les « actes » du.
Si le métal de lithium à sacrifier une petite partie du monde en échange de la paix, cette valeur, mais il y a toujours quelques-unes des dendrites de lithium, en commençant la croissance barbare sauvegardera pas la tête, jusqu'à ce que l'ensemble de perçage de la membrane cellulaire (séparation de la normale couche d'isolation d'électrode négative) pour atteindre la fin du monde, conduisent à allumeuse intime directe positive et négative les uns les autres, cet amour de forts courants peuvent provoquer un court-circuit à l'intérieur de la batterie, vous trouverez que la vie est plus que la débattant immédiate, ainsi que le feu et l'explosion se sont produits si ...... la chose que tout le monde voulait, la chose la batterie, la chose la plus importante est de le fixer.
Puis, dans les années 1980, la première génération de batteries lithium métal commercial était temps après l'explosion, les scientifiques ont déterminé à renoncer à l'utilisation de l'anode en lithium métallique et une anode en graphite (à partir de cet article dit que les choses), les batteries au lithium métal aussi tranquillement reculé dans les coulisses .
La figure 2 est une interface anode de lithium métallique Instabilité
Cependant, le destin a tourné au graphite comme l'anode d'une batterie lithium-ion a atteint la capacité réelle est de plus en plus proche de la capacité théorique, et pas aux besoins des personnes vivant, qui est que nous savons très bien, la batterie de votre téléphone cellulaire dans après avoir joué le jeu, brosse de micro-blogging, brosse mon cercle d'amis peut tenir jour?
Cette fois-ci, les scientifiques afin d'améliorer la densité d'énergie et la capacité des batteries au lithium, cherchant désespérément nouveau héros négatif, et donc, le métal de lithium et le côté a manqué, en criant: « Je ne suis pas contre quelqu'un, et maintenant des batteries au lithium commercial le négatif est l'automne sauterelle! « Vous savez, la capacité théorique de l'anode en lithium métallique, l'électrode négative de graphite fois de dix ah! Et l'anode de lithium métallique qui a le potentiel électrochimique le plus bas, à savoir, selon la formule de conversion d'énergie ...... ne constitue, en bref, est une densité d'énergie globale de matériaux d'anode de graphite compactés d'amis. Mais pour la sécurité de l'anode en lithium métallique, et en effet permettre aux scientifiques de me rappeler à plusieurs reprises, « La prudence est le bateau, le recyclage des métaux de lithium et de résoudre les problèmes de sécurité avant, ne peut plus parler avec désinvolture la commercialisation des batteries au lithium métal. »
À l'heure actuelle, les scientifiques ont fait beaucoup de recherches sur la protection de l'anode en lithium métallique, utiliser toutes les armes ont proposé une variété de solutions. Par exemple, la modification et l'électrolyte optimisé (le monde extérieur de sorte qu'il devient possible de respiration), un support d'extension de fin de course de l'électrode négative de lithium métallique (construction métallique de lithium d'une maison), le film d'interface artificielle (lithium métallique est l'écrasement qui aussi ne pas briser espèces) et ainsi de suite.
La figure 3 interfaces différentes structure de pore pour une protection d'anode de lithium métallique
Bien sûr, les scientifiques ont fait des résultats concrets, tels que Ningbo Institut de technologie des matériaux et en génie, l'Académie chinoise des nouveaux matériaux de stockage d'énergie et des dispositifs électrode métallique de lithium équipe suppress surface irrégulière à l'expansion du volume par la voie de confinement spatiale par une série de " maison structure « sont commandés de telle sorte que le métal de lithium déposé sur la surface de l'électrode négative, mais également à » toit de la maison « du film SEI peut durer un abri pour eux, afin d'obtenir une durée de vie d'électrode négative de lithium métallique sensiblement amélioré et rendement coulombien (Fig. 3 ). Récemment, l'équipe travaille également avec le chercheur Académie chinoise des sciences à l'Institut de Shanghai de la céramique, Guoxiang Xin, le Pacific Northwest National Laboratory des États-Unis, le professeur Spatial et a développé un riche appareils portables LiF couche de lithium métallique comme un film protecteur (figure 4). Cette couche de protection peut être transplanté, l'équivalent de lithium métal ont été mis sur une pièce d'armure de corps, de sorte qu'ils dans un environnement terrible électrolyte avaient survécu, ont continué à travailler.
La figure 4 une sorte de dispositif riche couche de LiF portable comme un film protecteur de lithium métallique
Quelle que soit la prochaine génération de batterie au lithium-soufre est un batteries lithium-air, de lithium tout solide ou état nouveau, pour atteindre la densité d'énergie la plus élevée, toujours utiliser une anode en lithium métallique. Bien que beaucoup de problèmes à résoudre, mais nous pouvons mettre un petit objectif, le rêve ou avoir. Le Père de lithium sont Goodenough dit: « Je pense que ce sera produit pas lithium dendrites de batteries au lithium métal dans les trois ans des batteries lithium-ion actuelles pour remplacer! »
