Construcción de una interfaz artificial como promotor bifuncional para el ánodo de litio y el cátodo NCM en baterías...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Tecnología de baterías

Sus antecedentes:

• Las baterías de metal de litio (LMB) se enfrentan a desafíos en la ciclabilidad y la formación de dendrita de litio, lo que dificulta su aplicación práctica.
• El desarrollo de interfaces estables es crucial para superar estas limitaciones en los LMB.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una interfaz artificial híbrida para ánodos de litio para mejorar el rendimiento de la batería.
• Investigar el papel de la interfaz en la promoción de la deposición uniforme de litio y la mejora de la estabilidad.

Principales métodos:

• Fabricación de una interfaz híbrida (PEGDA-HFMBA@HFMBA-FEMC) en ánodos de litio mediante polimerización de radicales libres fotocontrolada (fotoCRP).
• Caracterización de la estructura y composición de la interfaz.
• Prueba electroquímica de las celdas completas Li/NCM811 con la interfaz de ingeniería.

Principales resultados:

• La interfaz híbrida consiste en una capa interior flexible (PEGDA-HFMBA) y una capa exterior rica en LiF (HFMBA-FEMC).
• La interfaz promueve la deposición uniforme de litio y la formación in situ de una interfaz de electrolito de cátodo robusto (CEI).
• Las células Li/NCM811 con la interfaz híbrida demostraron una ciclabilidad significativamente mejorada (81,8% de retención después de 400 ciclos) y un funcionamiento estable a 4,5 V y 45 °C.

Conclusiones:

• La estrategia de ingeniería de interfaz propuesta aborda eficazmente los principales retos de las baterías de litio.
• La interfaz artificial híbrida mejora la estabilidad y la vida útil de los LMB, allanando el camino para aplicaciones prácticas.