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China News Service, Pékin, 2 août (Reporter Sun Zifa) Le journaliste a appris le 2 août de l'Institut de physique moderne de l'Académie chinoise des sciences que des chercheurs de l'institut avaient coopéré avec les équipes compétentes du Laboratoire provincial des sciences énergétiques avancées du Guangdong. et technologie, basée sur le dispositif de recherche sur les ions lourds de Lanzhou, a récemment développé une membrane de gestion des ions pour les anodes au lithium métal sans dendrites utilisant la technologie des pistes ioniques, ce qui facilitera le développement de batteries au lithium métal hautes performances et fournira de nouvelles idées pour résoudre le problème de la sécurité. enjeux des batteries lithium métal hautes performances.

Cet article, qui a permis des progrès importants dans la conception et le développement de séparateurs de batteries multifonctionnels, a été récemment publié dans la revue académique professionnelle internationale « Advanced Energy Materials ».

L'équipe de recherche scientifique a déclaré que parmi les nombreux matériaux d'anodes pour batteries au lithium, les anodes au lithium métal ont fait l'objet d'une attention continue en raison de leur capacité spécifique théorique la plus élevée et de leur faible potentiel électrochimique. Cependant, lors d'un cycle à long terme, la croissance et l'expansion du volume des dendrites de lithium dans l'anode au lithium métallique entraîneront une dégradation des performances de la batterie et de graves problèmes de sécurité, entravant son application commerciale ultérieure.

Ces dernières années, la communauté universitaire a travaillé dur pour résoudre le problème de la croissance des dendrites de lithium. Des études ont montré qu'une distribution uniforme des ions lithium peut permettre un dépôt uniforme de lithium sur la surface des anodes au lithium métallique et inhiber la croissance des dendrites de lithium. En tant que composant indispensable de la batterie au lithium, le séparateur a non seulement pour fonction d'isoler les électrodes positives et négatives de la batterie, mais peut également réguler efficacement les caractéristiques de distribution et de transmission des ions lithium. Par conséquent, trouver des séparateurs multifonctionnels dotés à la fois de fonctions de « distribution », de « tamisage » et d’« accélération » des ions lithium est d’une grande importance pour le développement de batteries au lithium métal hautes performances.

Dans cette étude, basée sur l'installation de recherche sur les ions lourds de Lanzhou, l'équipe de recherche scientifique a utilisé la technologie de suivi des ions et les processus de modification chimique de surface pour développer une membrane de gestion des ions du séparateur de batterie qui peut « gérer » efficacement les caractéristiques de distribution et de transmission des ions. La membrane de gestion des ions comporte des nanocanaux chargés négativement, disposés verticalement et de diamètre uniforme, qui peuvent servir de distributeur d'ions et de « guide d'ions lithium » pour réduire les fluctuations de concentration d'ions lithium et obtenir une transmission sélective des ions lithium.

L'équipe de recherche scientifique a déclaré que leur nouvelle membrane de gestion des ions possède une structure et des caractéristiques chimiques uniques qui lui permettent d'avoir une conductivité ionique élevée et un excellent indice de transfert d'ions lithium, tout en minimisant les fluctuations de la concentration d'ions lithium à la surface de l'anode lithium métallique. Lorsqu'il est utilisé dans des batteries lithium/cuivre, le séparateur peut être cyclé 100 fois à 0,5 milliampère par centimètre carré et l'efficacité coulombienne dépasse 96 % à 1 milliampère par centimètre carré, la durée de vie de la batterie lithium/lithium peut être prolongée jusqu'à 1 200 ; Heure. Pour les batteries au lithium fer phosphate, le processus de développement de la membrane de gestion des ions peut atteindre une capacité spécifique de 146 mAh par gramme et maintenir une capacité de 79,84 % après 1 000 cycles. (sur)