Correlación de crecimiento de metal de litio con el agotamiento de sales de electrolitos en baterías de litio...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Imágenes por resonancia magnética

Sus antecedentes:

• El crecimiento de la dendrita de litio en las baterías de iones de litio y las recargables plantea importantes riesgos de seguridad.
• La comprensión de los mecanismos de formación de dendritas en condiciones de funcionamiento es crucial para la seguridad de la batería.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre los gradientes de concentración de electrolitos y la microestructura de litio/crecimiento de dendritas.
• Desarrollar y aplicar in situ (7) imágenes por resonancia magnética (IRM) para el estudio de electrodos y electrolitos de metal de litio.

Principales métodos:

• Se realizaron imágenes por resonancia magnética in situ (7) en células de litio simétricas.
• Se utilizaron imágenes de desplazamiento químico (CS) para analizar el crecimiento de la microestructura en electrodos de metal de litio.
• Se desarrollaron métricas simples para interpretar los datos de resonancia magnética y correlacionarlos con las densidades actuales.

Principales resultados:

• Crecimiento de microestructura musgosa iniciado en la superficie del ánodo desde el comienzo de la carga.
• El crecimiento de dendritas se desencadenó más tarde y se correlacionó con el agotamiento de electrolitos a altas tasas de carga.
• Se observó un mecanismo de crecimiento de dendritas distinto, no impulsado por el agotamiento de la sal, a bajas corrientes.

Conclusiones:

• La resonancia magnética in situ (7) distingue eficazmente entre los diferentes tipos de microestructuras y el crecimiento de dendritas.
• El agotamiento de electrolitos influye significativamente en la aparición de dendritas a altas tasas de carga.
• El enfoque de resonancia magnética vincula los procesos de electrodo de estado sólido con las concentraciones de componentes de electrolitos.