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China News Service, Pequim, 2 de agosto (Repórter Sun Zifa) O repórter soube do Instituto de Física Moderna da Academia Chinesa de Ciências em 2 de agosto que pesquisadores do instituto cooperaram com as equipes relevantes do Laboratório Provincial de Ciência de Energia Avançada de Guangdong e Tecnologia, com base no dispositivo de pesquisa de íons pesados ​​de Lanzhou, desenvolveu recentemente uma membrana de gerenciamento de íons para ânodos de metal de lítio sem dendritos usando tecnologia de rastreamento de íons, o que facilitará o desenvolvimento de baterias de metal de lítio de alto desempenho e fornecerá novas ideias para resolver a segurança. questões de baterias de metal de lítio de alto desempenho.

Este artigo, que fez progressos importantes no projeto e desenvolvimento de separadores de baterias multifuncionais, foi publicado recentemente na revista acadêmica profissional internacional "Advanced Energy Materials".

A equipe de pesquisa científica disse que, entre os muitos materiais de ânodo de bateria de lítio, os ânodos de metal de lítio têm recebido atenção contínua devido à sua maior capacidade específica teórica e baixo potencial eletroquímico. No entanto, durante o ciclo de longo prazo, o crescimento e a expansão do volume de dendritos de lítio no ânodo metálico de lítio causarão degradação do desempenho da bateria e sérios problemas de segurança, dificultando sua futura aplicação comercial.

Nos últimos anos, a comunidade acadêmica tem trabalhado arduamente para resolver o problema do crescimento dos dendritos de lítio. Estudos descobriram que a distribuição uniforme de íons de lítio pode atingir a deposição uniforme de lítio na superfície dos ânodos metálicos de lítio e inibir o crescimento de dendritos de lítio. Como componente indispensável da bateria de lítio, o separador não só tem a função de isolar os eletrodos positivos e negativos da bateria, mas também pode regular com eficácia as características de distribuição e transmissão dos íons de lítio. Portanto, encontrar separadores multifuncionais com funções de "distribuição", "peneiração" e "aceleração" de íons de lítio é de grande importância para o desenvolvimento de baterias de metal de lítio de alto desempenho.

Neste estudo, baseado no Centro de Pesquisa de Íons Pesados ​​​​de Lanzhou, a equipe de pesquisa científica usou tecnologia de rastreamento de íons e processos de modificação química de superfície para desenvolver uma membrana de gerenciamento de íons separadores de bateria que pode efetivamente "gerenciar" a distribuição de íons e as características de transmissão. A membrana de gerenciamento de íons possui nanocanais carregados negativamente, de diâmetro uniforme e dispostos verticalmente, que podem servir como um distribuidor de íons e "guia de íons de lítio" para reduzir as flutuações na concentração de íons de lítio e obter transmissão seletiva de íons de lítio.

A equipe de pesquisa científica afirmou que sua membrana de gerenciamento de íons recém-desenvolvida tem uma estrutura e características químicas únicas que lhe permitem ter alta condutividade iônica e excelente número de transferência de íons de lítio, ao mesmo tempo que minimiza as flutuações na concentração de íons de lítio na superfície do ânodo metálico de lítio. Quando o separador é usado em baterias de lítio/cobre, ele pode ser alternado 100 vezes a 0,5 miliamperes por centímetro quadrado, e a eficiência de Coulomb excede 96% a 1 miliamperes por centímetro quadrado, podendo estender o ciclo de vida das baterias de lítio/lítio; para 1200 horas. Para baterias de fosfato de ferro-lítio, o processo de desenvolvimento da membrana de gerenciamento de íons pode atingir uma capacidade específica de 146 mAh por grama e manter uma capacidade de 79,84% após 1.000 ciclos. (sobre)