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    Trasporto di ioni di litio attraverso elettroliti e SEI

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    La cinetica del trasporto degli ioni di litio attraverso l'elettrolita e il SEI è solitamente la fase determinante nel processo di strippaggio della placcatura di litio. Prima della galvanica sulla superficie dell'anodo, Gli ioni di litio migrano da un catodo a un anodo attraverso i pori in un separatore riempito di elettroliti. La superficie del metallo di litio rivolta verso i pori nel separatore si arricchisce di ioni di litio a causa del loro accumulo all'interno dei pori. Così, il metallo di litio fresco si deposita selettivamente su queste regioni con una maggiore concentrazione di ioni di litio, formando una superficie di metallo Li irregolare, così come la crescita dendritica di Li.

    Recentemente, il gruppo di ricerca del professor Hengxing Ji dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina presenta uno strato di rivestimento formato da particelle di COF-LZU1 su un separatore commerciale di polipropilene (PP) per ridistribuire gli ioni di litio che passano attraverso i pori del PP.

    L'interstrato comprende particelle strettamente impaccate di una struttura organica covalente a base di Schiff (COF) COF-LZU1, che è un isolante elettronico con un'elevata stabilità chimica e termica contenente canali ben allineati di ~ 1,8 nm di diametro. I nanocanali nelle particelle COF-LZU1 nello strato di rivestimento ostacolano la migrazione di anioni tra gli elettrodi, portando ad un elevato numero di trasferimento di ioni di litio di 0,77 ± 0,01, che è stato a lungo considerato per aumentare l'efficienza energetica delle batterie al litio.

    Inoltre, Gli ioni di litio si muovono attraverso lo strato COF-LZU1, analogo alle perline che passano attraverso una Galton Board. Questo processo, per un gran numero di perline, approssima statisticamente la distribuzione normale. A questo proposito, lo strato COF-LZU1 serve a ridistribuire efficacemente gli ioni Li che passano attraverso i pori del separatore commerciale in modo da ottenere una distribuzione uniforme, che può trasformare il Li muschioso o dendritico in una liscia deposizione di Li, rendendo le prestazioni della batteria migliorate. Il meccanismo dei comportamenti dello strato COF-LZU1 può essere esteso a diversi tipi di materiali porosi per regolare le distribuzioni di ioni in diversi sistemi di accumulo o conversione di energia.


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