Les batteries lithium-ion (Li-ion) traditionnelles ne peuvent pas satisfaire la demande croissante de consommation électrique à grande échelle. Lithium-oxygène aprotique rechargeable (Li-O 2 ) les batteries sont devenues des candidats potentiels en raison de leur densité énergétique théorique ultra-élevée, ce qui est environ 10 fois supérieur à celui des batteries Li-ion. Le lithium métal en tant qu'anode est l'un des facteurs clés pour obtenir une capacité spécifique aussi élevée.

Cependant, l'utilisation d'une anode au lithium métal pose inévitablement de sérieux problèmes de sécurité car la croissance de dendrites de lithium va percer le séparateur et provoquer un incendie de court-circuit. Par ailleurs, la nature semi-ouverte ainsi que le milieu oxydant du Li-O 2 les batteries provoqueront des réactions secondaires parasites plus graves, empêchant ainsi le développement de Li-O 2 piles. Par conséquent, il est essentiel de comprendre comment protéger efficacement l'anode de lithium métallique de Li-O 2 piles.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par Zhang Xinbo du Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC) de l'Académie chinoise des sciences a développé une stratégie de régulation des électrolytes par couplage in situ de CF 3 DONC 3 - sur des particules colloïdales de silice hydrophobe via des interactions électrostatiques afin d'éviter la croissance et la corrosion des dendrites de lithium. Ces résultats ont été publiés dans Question le 28 août.

Les chercheurs ont découvert que cette stratégie pouvait coupler l'anion à la nanosilice via une interaction électrostatique, évitant ainsi la formation d'un fort champ électrique pendant le processus de dépôt de lithium.

Un électrolyte colloïdal de silice hydrophobe (HSCE) avec un faible coefficient de diffusion de 10 % en poids ainsi que la propriété hydrophobe de la silice ont conduit à un effet anticorrosion 980 fois supérieur, réduisant ainsi considérablement la corrosion du lithium dans Li-O 2 piles. De plus, en utilisant 10 % en poids de HSCE, des performances électrochimiques stables et de longue durée ont été obtenues dans ces batteries.

"Nous pensons que cette stratégie de protection complète et efficace peut susciter plus d'inspiration dans les méthodes de régulation des électrolytes, obtenant ainsi de meilleures performances électrochimiques, " dit Zhang.

Cette étude fournit également une stratégie efficace de régulation des électrolytes pour résoudre les problèmes de dendrite et de corrosion dans l'alcali-O 2 piles et piles alcalines-air. Ces batteries ont le potentiel pour de bonnes performances électrochimiques dans des applications pratiques, et contribuera à libérer le grand potentiel des anodes en métal alcalin.