Una batería recargable de Li-O2 que utiliza un electrolito de nitrato de litio/N,N-dimetilacetamida y...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Almacenamiento de energía Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías recargables de litio-oxígeno (Li-O2) se enfrentan a desafíos con la estabilidad del electrolito en el electrodo O2.
• Los disolventes polares y apróticos como las amidas de alquilo de cadena recta resisten la degradación del electrodo O2, pero no logran formar una interfase sólido-electrolito (SEI) estable en el ánodo Li.
• La inestabilidad del SEI conduce a una rápida descomposición del metal Li y del disolvente.

Objetivo del estudio:

• Demostrar el ciclo exitoso de un ánodo de litio en N,N-dimetilacetamida (DMA) mediante la estabilización del SEI.
• Desarrollar un sistema de electrolitos compatible para ambos electrodos en una batería de Li-O2.
• Para eliminar potencialmente la necesidad de membranas cerámicas para proteger el ánodo de litio.

Principales métodos:

• Utilizado nitrato de litio (LiNO3) como un aditivo de sal para estabilizar el SEI en DMA.
• Se ensambló y cicló una célula de Li-O2 con la nueva composición de electrolitos.
• Monitoreo del rendimiento del ciclo, la retención de capacidad, los perfiles de carga y los productos gaseosos.

Principales resultados:

• Se logra más de 2000 horas (>80 ciclos) de ciclo estable del ánodo de litio a 0,1 mA/cm2.
• Perfiles de carga consistentes demostrados y buena retención de capacidad.
• O2 identificado como el producto gaseoso primario durante la carga, lo que indica una eficiente utilización de oxígeno.

Conclusiones:

• El aditivo LiNO3 estabiliza con éxito el SEI en DMA, permitiendo el ciclo de anodo de Li a largo plazo.
• Este sistema de electrolitos es prometedor para el avance de la tecnología de baterías recargables de Li-O2.
• Los hallazgos pueden evitar la necesidad de una protección de ánodo separada en las células Li-O2.