锂金属电池(Li-metal)对包装方面显示了很大的潜力更大量的能量比目前的锂离子电池。
例如,Li-metal电池在汽车旅行英里,和Li-metal手机电池可以延长了电池的使用寿命。然而,Li-metal电池是高活性的金属表面,和认识有限的化学反应。
阿蒂博士珍珠Balbuena,教授麦克费林德州农工大学化学工程系利用量子化学方法跟踪特定的反应发生在表面内Li-metal电池。理解Li-metal电池反应和预测产品将提高可用性通过减少他们的反应。
这项研究最近发表在美国化学学会的ACS应用材料&接口欧洲杯足球竞彩杂志,由研究生大成蒯德克萨斯A&M大学化学系。
“我们需要了解什么类型的反应发生,如何减缓反应,什么是组件,形态进化的产品是什么以及如何通过表面离子和电子的举动,“Balbuena说。“理解这些关键问题将使我们能够商业化Li-metal电池在不久的将来。”
当Li-metal电池制造,在阳极薄膜形式,通常被称为固体电解质界面(SEI)。这部电影是由多个组件和由电解液分解。SEI的化学组成是至关重要的,以确保最佳性能的电池和延长其使用寿命。通过实验的努力,理论预测可以揭示这种现象的细节在原子论的和电子的水平。
在这项研究中,研究人员有针对性的聚合物,由于电解质的发展反应电池的内部表面。确定这个特定的聚合物反应是具有挑战性的,但有必要优化SEI。研究人员模拟了界面原子论的层面和解决精确的量子化学方程绘制的时间演化聚合物形成的反应。
“这区别什么研究从微观上描述,让系统根据其发展电子再分配在化学反应,“Balbuena说。“有很多实验技巧可以跟踪、监督的反应,但他们的挑战。这种模拟,我们可以得到新的见解。我们隔离系统的一部分,负责重要化学事件。我们遵循特定群体的分子和分析反应自发地发生在电极表面的。”
独特的研究,可以确定使用的计算工具最低能量构型和分子的排列在反应,因此图表反应从头到尾。
研究人员发现物种聚合在SEI Li-metal电池可能是有益的,因为他们可以帮助控制电池材料的反应水平。欧洲杯足球竞彩
“我们很高兴的结果,因为它们提供洞察使用真正的电极时,会发生什么”Balbuena说。
这些发现说明计算工具的使用,有助于创建电池对环境更友好,更长的寿命和更便宜。随着更好的化学的发展,Balbuena希望在她的研究发现的方法将有利于。
“这项研究是一个动力电池在一个更环保,更高效的方向,“她说。“我知道这工作将帮助10年后因为10年前,我们做出了我们最初的贡献在锂离子电池的发展和我们的发现帮助今天的成功的技术。这是一个持续改进的循环。”
来源:https://www.tamu.edu/