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    Transporte de iones de litio a través de electrolitos y SEI

    Crédito:CC0 Public Domain

    La cinética del transporte de iones de litio a través del electrolito y el SEI suele ser el paso que determina la velocidad en el proceso de decapado y decapado de Li. Antes de galvanizar en la superficie del ánodo, Los iones de litio migran de un cátodo a un ánodo a través de los poros en un separador que está lleno de electrolitos. La superficie de metal de Li que mira hacia los poros en el separador se enriquece con iones de Li debido a su acumulación dentro de los poros. Por lo tanto, el metal de Li fresco se deposita selectivamente en estas regiones con una mayor concentración de iones de Li, formando una superficie de metal Li irregular, así como crecimiento dendrítico de Li.

    Recientemente, el grupo de investigación del profesor Hengxing Ji de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China presenta una capa de revestimiento formada por partículas de COF-LZU1 en un separador comercial de polipropileno (PP) para redistribuir los iones de litio que atraviesan los poros del PP.

    La capa intermedia comprende partículas muy empaquetadas de un marco orgánico covalente (COF) de base Schiff COF-LZU1, que es un aislante electrónico con una alta estabilidad química y térmica que contiene canales bien alineados de ~ 1.8 nm de diámetro. Los nanocanales en las partículas COF-LZU1 en la capa de recubrimiento dificultan la migración de aniones entre los electrodos, lo que lleva a un alto número de transferencia de iones de litio de 0,77 ± 0,01, que durante mucho tiempo se ha considerado que aumenta la eficiencia energética de las baterías de Li.

    Además, Los iones de litio se mueven a través de la capa COF-LZU1, análogo a las cuentas que pasan a través de un tablero de Galton. Este proceso, para una gran cantidad de cuentas, se aproxima estadísticamente a la distribución normal. A este respecto, la capa COF-LZU1 sirve para redistribuir eficazmente los iones de litio que pasan a través de los poros del separador comercial para producir una distribución uniforme, que puede transformar el Li musgoso o dendrítico en una deposición suave de Li, prestación de rendimiento mejorado de la batería. El mecanismo de los comportamientos de la capa COF-LZU1 se puede extender a diferentes tipos de materiales porosos para regular las distribuciones de iones en diferentes sistemas de almacenamiento o conversión de energía.


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