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China News Service, Pechino, 2 agosto (Reporter Sun Zifa) Il 2 agosto il giornalista ha appreso dall'Istituto di fisica moderna dell'Accademia cinese delle scienze che i ricercatori dell'istituto hanno collaborato con i team competenti del Laboratorio provinciale di Guangdong di scienze energetiche avanzate and Technology, sulla base della ricerca sugli ioni pesanti di Lanzhou, ha recentemente sviluppato una membrana di gestione degli ioni per anodi di litio metallico privi di dendriti utilizzando la tecnologia a traccia ionica, che faciliterà lo sviluppo di batterie al litio metallico ad alte prestazioni e fornirà nuove idee per risolvere i problemi di sicurezza. problemi delle batterie al litio metallico ad alte prestazioni.

Questo articolo, che ha compiuto importanti progressi nella progettazione e nello sviluppo di separatori di batterie multifunzionali, è stato recentemente pubblicato sulla rivista accademica professionale internazionale "Advanced Energy Materials".

Il gruppo di ricerca scientifica ha affermato che tra i tanti materiali anodici delle batterie al litio, gli anodi di litio metallico hanno ricevuto continua attenzione a causa della loro più alta capacità specifica teorica e del basso potenziale elettrochimico. Tuttavia, durante il ciclo a lungo termine, la crescita e l’espansione del volume dei dendriti di litio nell’anodo di litio metallico causeranno un degrado delle prestazioni della batteria e gravi problemi di sicurezza, ostacolandone l’ulteriore applicazione commerciale.

Negli ultimi anni, la comunità accademica ha lavorato duramente per risolvere il problema della crescita dei dendriti di litio. Gli studi hanno scoperto che la distribuzione uniforme degli ioni di litio può ottenere una deposizione uniforme di litio sulla superficie degli anodi di litio metallico e inibire la crescita dei dendriti di litio. Essendo un componente indispensabile della batteria al litio, il separatore non ha solo la funzione di isolare gli elettrodi positivi e negativi della batteria, ma può anche regolare efficacemente le caratteristiche di distribuzione e trasmissione degli ioni di litio. Pertanto, trovare separatori multifunzionali con funzioni di "distribuzione", "setacciatura" e "accelerazione" degli ioni di litio è di grande importanza per lo sviluppo di batterie al litio metallico ad alte prestazioni.

In questo studio, basato sull'impianto di ricerca sugli ioni pesanti di Lanzhou, il team di ricerca scientifica ha utilizzato la tecnologia di tracciamento degli ioni e processi di modifica chimica della superficie per sviluppare una membrana di gestione degli ioni separatore di batterie in grado di "gestire" efficacemente le caratteristiche di distribuzione e trasmissione degli ioni. La membrana di gestione degli ioni è dotata di nanocanali disposti verticalmente, di diametro uniforme e caricati negativamente, che possono fungere da distributore di ioni e "guida degli ioni di litio" per ridurre le fluttuazioni della concentrazione di ioni di litio e ottenere una trasmissione selettiva degli ioni di litio.

Il team di ricerca scientifica ha affermato che la membrana di gestione ionica di nuova concezione ha una struttura e caratteristiche chimiche uniche che le consentono di avere un'elevata conduttività ionica e un eccellente numero di trasferimento di ioni di litio, riducendo al minimo le fluttuazioni nella concentrazione di ioni di litio sulla superficie dell'anodo di litio metallico. Quando il separatore viene utilizzato nelle batterie al litio/rame, può essere sottoposto a cicli di 100 volte a 0,5 milliampere per centimetro quadrato e l'efficienza di Coulomb supera il 96% a 1 milliampere per centimetro quadrato, può prolungare la durata del ciclo delle batterie al litio/litio alle 12.00. Per le batterie al litio ferro fosfato, il processo di sviluppo della membrana di gestione ionica può raggiungere una capacità specifica di 146 mAh per grammo e mantenere una capacità del 79,84% dopo 1.000 cicli. (Sopra)