Кредит: Корейският институт за наука и технологии
Екип от корейски изследователи е разработил технология за обработка за максимално увеличаване на енергийната плътност на батериите с голям капацитет. Съвместният изследователски екип, който се състои от д -р Минах Лий и д -р Джихюн Хонг от Института за чиста енергия, Корейския институт за наука и технологии (KIST), обяви разработването на технология, която осигурява просто решение на постоянен проблем, свързан с анодни (-) материали на силициева основа.
Напоследък силиконовите анодни материали могат да съхраняват четири пъти повечелитиййони, отколкото графитни анодни материали влитий-ion batteries have gained growing attention due to their potential to improve the mileage of electric vehicles. But when charged in the initial cycle, a батерия with a silicon-based анод loses more than 20% of the литий ions it uses for electricity storage, which results in an issue of reduced батерия capacity. To resolve this issue, researchers have studied a method of литий pre-loading, or pre-lithiation, which is adding extra литий before батерия assembly to compensate the литий loss during батерия cycling. Methods applied so far, such as using литий powder, have drawbacks including safety hazards and high cost.
Dr. Lee and Dr. Hong of KIST have developed a technology that enables the pre-loading of литий ions using a литий-containing solution rather than литий powder, preventing литий loss in a silicon-based анод. Submerging an electrode in the tailored solution for just five minutes is enough to achieve successful литий pre-loading, by which electrons and литий ions are inserted in the silicon-based анод through a spontaneous chemical reaction. Unlike the conventional method of adding литий powder to an electrode leading to heterogeneous литий distribution, the tailored prelithiation solution rapidly seeps into an electrode, ensuring homogeneous delivery of литий into silicon oxide.
The prelithiated silicon-based анод developed by the research team loses less than 1% of active литий in the first charge, yielding a high initial батерия efficiency of 99% or higher. A батерия manufactured with the prelithated анод exhibited an energy density 25% higher than that of a comparable батерия using a graphite анод available on the market (406 Wh/kg—504 Wh/kg).
Д-р Лий, който ръководи изследването, каза: „Чрез включване на техниката за изчислителни материали в проектирането на оптимална молекулна структура, успяхме да подобрим ефективността на силициева основа с голям капацитетанодчрез скок и граница с простия метод за просто контролиране на температурата на разтвора и времето за реакция. Тъй като тази технология е лесно приложима за процеса на преобръщане, използван в съществуващитебатерия manufacturing facilities, our method has potential to achieve a breakthrough in the implementation of silicon-based анодs for practical batteries."
Водещият изследовател д-р Хонг каза: "Тази съвместна работа може да бъде реализирана, тъй като KIST насърчава съвместните изследвания между членове от различни изследователски екипи. Тази технология за предварително оформяне може да увеличи пробега на електрическите превозни средства средно с най-малко 100 км."
