Las baterías con ánodos metálicos de litio ofrecen una mayor eficiencia en comparación con las baterías de iones de litio convencionales debido a su mayor capacidad. Sin embargo, las preocupaciones de seguridad y una vida útil corta se interponen en el camino. Para analizar mejor las causas de mal funcionamiento y falla prematura de tales baterías,Los investigadores han desarrollado una técnica que visualiza la distribución de litio activo en el ánodo y diferencia entre las dendritas y el litio "muerto". Como se informó en la revista Angewandte Chemie , la técnica utiliza un tinte fluorescente.
A medida que se descarga una batería de ánodo de litio, el ánodo libera electrones al circuito e iones de litio cargados positivamente al electrolito. A medida que la batería se recarga, este proceso se invierte, depositando litio nuevamente en el ánodo. Desafortunadamente, la deposición no es uniforme ypuede conducir a la formación de estructuras ramificadas conocidas como dendritas, que pueden llegar a ser tan grandes que causan un corto circuito. Además, su mayor área superficial aumenta las reacciones secundarias no deseadas entre el litio y los componentes del electrolito, lo que desactiva el litio.Al final, algunas dendritas consisten completamente en este litio "muerto". Aunque tanto las dendritas como el litio muerto impiden el poder de la batería, cada una tiene un efecto completamente diferente en el ánodo. Debido a que la morfología es la misma en ambos casos, tieneanteriormente no era posible diferenciarlos con técnicas de microscopía convencionales.
Para comprender mejor los procesos indeseables que ocurren en los ánodos de litio, los investigadores que trabajan con Shougang Chen, Shanmu Dong y Guanglei Cui en la Academia de Ciencias de China y la Universidad Oceánica de China en Qingdao China, han desarrollado una técnica novedosa.eso les permite analizar la distribución de especies de litio activas en la superficie del ánodo y diferenciar entre las dendritas de litio y los productos secundarios.
Las superficies de los ánodos de litio usados están recubiertas con un tinte fluorescente llamado 9,10-dimetilantraceno DMA. El litio reacciona con DMA, apagando su fluorescencia. Por lo tanto, las áreas con litio activo aparecen oscuras, mientras que las áreas con especies de litio inactivas continúan fluorescentes.La morfología del ánodo no se ve afectada.
Para que las baterías de metal de litio se usen de manera segura, es muy importante identificar las causas de mal funcionamiento potencialmente peligroso. Con este nuevo método, es posible detectar dendritas que han provocado la falla de una batería de litio. En el desarrollo debaterías nuevas, esta técnica también ayuda a la búsqueda de mejores electrolitos y proporciona predicciones sobre la deposición irregular de litio. Identificar los lugares donde se forman las dendritas de litio preferentemente puede ayudar a optimizar la estructura de las baterías nuevas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :