Los nuevos desarrollos tecnológicos de los investigadores de UNIST prometen impulsar significativamente el rendimiento de las baterías de metal de litio en una investigación prometedora para la próxima generación de baterías recargables. El estudio también valida el principio de rendimiento mejorado de la batería a través de la observación in situ en tiempo real del ciclo de carga y descarga.

Este avance ha sido dirigido por el profesor Hyun-Wook Lee en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST en colaboración con la Agencia para la Ciencia. Tecnología e Investigación (A * Star) en Singapur.

Las baterías de metal de litio son un tipo de batería recargable que tiene litio como ánodo. Entre varios materiales de cátodo diferentes, El metal de litio tiene el voltaje de conducción más bajo y cuenta con aproximadamente 10 veces más capacidad que los ánodos de grafito convencionales. Por lo tanto, Ha estado ganando mucha atención como potencial material de ánodo de próxima generación para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.

Si bien los ánodos de metal de litio representan un candidato ideal para baterías de alta densidad de energía, su uso como ánodos en celdas comerciales requiere más desarrollo. Por ejemplo, El litio metálico tiende a convertirse en estructuras dendríticas durante los procesos continuos de carga / descarga de una batería. lo que puede resultar en un rendimiento deficiente. Esto se debe a que esta estructura dendrítica en la capa superficial de metal de litio provoca cortocircuitos internos al perforar el separador de la batería.

En el estudio, El equipo de investigación suprimió el crecimiento dendrítico recubriendo la hoja de litio con un siliciuro de litio (Li _X Si) capa. Los resultados mostraron un excelente desempeño electroquímico en términos de capacidad de velocidad y estabilidad del ciclo.

También se llevó a cabo la observación microscópica óptica in situ para controlar la deposición electroquímica de litio en el Li _X Electrodos de litio modificados con Si y el electrodo de litio desnudo. Se observó que una disolución / deposición de litio mucho más uniforme en el Li _X El ánodo de litio modificado con Si se puede lograr en comparación con el electrodo de litio desnudo.

"Nuestro estudio proporciona una observación directa del comportamiento electroquímico, expansión de volumen, así como el crecimiento de dendrita de litio de los ánodos de metal de litio, ", dice el profesor Lee. La aplicación de esto en baterías reales también ayudará a contribuir a la comercialización de baterías de metal de litio".

Esta investigación ha sido publicada en Materiales avanzados .