Di 21ê Tebaxê de, Prof. MA Cheng ji Zanîngeha Zanist û Teknolojiyê ya Çînê (USTC) û hevkarên wî stratejiyeke bi bandor pêşniyar kirin da ku pirsgirêka têkiliya elektrod-elektrolîtê çareser bikin ku pêşveçûna bataryayên Li yên rewşa zexm ên nifşê pêşerojê sînordar dike. Elektroda kompozît a zexm-zexm a bi vî rengî hatî afirandin kapasîte û performansa leza bêhempa nîşan da.
Guhertina elektrolîta şileya organîk a di bataryayên Lîtyûm-îyon ên kevneşopî de bi elektrolîtên hişk dikare pirsgirêkên ewlehiyê pir sivik bike, û dibe ku "banê cam" ji bo baştirkirina dendika enerjiyê bişkîne. Lêbelê, materyalên elektrodê yên sereke jî hişk in. Ji ber ku têkiliya di navbera du hişkan de hema hema ne gengaz e ku bi qasî têkiliya di navbera hişk û şile de nêzîk be, niha bataryayên li ser bingeha elektrolîtên hişk bi gelemperî têkiliya elektrod-elektrolît a nebaş û performansa tevahiya şaneyê ya nebaş nîşan didin.
Prof. MA Cheng ji USTC, nivîskarê sereke yê lêkolînê got, "Pirsgirêka têkiliya elektrod-elektrolîtê ya bataryayên rewşa hişk hinekî dişibihe stûna herî kurt a bermîlek darîn." "Bi rastî, di van salan de lêkolîneran gelek elektrod û elektrolîtên hişk ên hêja pêşxistine, lê têkiliya xirab a di navbera wan de hîn jî karîgeriya veguhastina Lîtyûm-îyonê sînordar dike."
Bi xêra Xwedê, stratejiya MA dikare vê dijwarîya dijwar derbas bike. Lêkolîn bi lêkolîna atom-bi-atom a qonaxek nepakiyê di elektrolîteke zexm a prototîp a bi avahiya perovskît de dest pê kir. Her çend avahiya krîstal di navbera nepakiyê û elektrolîta zexm de pir cûda bû jî, hate dîtin ku ew rûberên epîtaksîyal çêdikin. Piştî rêze analîzên avahî û kîmyewî yên berfireh, lêkolîneran keşf kirin ku qonaxa nepakiyê bi elektrodên qatqatî yên dewlemend bi Lîtyûmê yên kapasîteya bilind re îzostruktural e. Ango, elektrolîteke zexm a prototîp dikare li ser "şablonê" ku ji hêla çarçoveya atomî ya elektrodeke performansa bilind ve hatî çêkirin krîstalîze bibe, ku di encamê de rûberên atomî yên nêzîk çêdibin.
"Ev bi rastî jî surprîzek e," got nivîskarê yekem LI Fuzhen, ku niha xwendekarê lîsansê yê USTC ye. "Hebûna nepakiyan di materyalê de bi rastî diyardeyek pir gelemperî ye, ewqas gelemperî ye ku piraniya demê ew ê werin paşguh kirin. Lêbelê, piştî ku me li wan nihêrî, me ev tevgera epitaksiyal a nediyar kifş kir, û ew rasterast stratejiya me ji bo baştirkirina têkiliya hişk-hişk îlham kir."
Li gorî rêbaza pêçandina sar a ku bi gelemperî tê pejirandin, stratejiya ku ji hêla lêkolîneran ve hatî pêşniyar kirin dikare têkiliyek bêkêmasî û bênavber di navbera elektrolîtên hişk û elektrodan de di asta atomî de pêk bîne, wekî ku di wêneya mîkroskopa elektronê ya çareseriya atomî de tê xuyang kirin. (Ji hêla tîmê MA ve hatî peyda kirin.)
Lêkolîneran bi sûdwergirtina ji diyardeya çavdêrîkirî, bi zanebûn toza amorf bi heman pêkhateya elektrolîta hişk a bi avahiya perovskît li ser rûyê pêkhateyeke qat-qatî ya dewlemend bi Lîtyûm krîstalîze kirin, û bi serkeftî têkiliyek bêkêmasî û bênavber di navbera van her du materyalên hişk de di elektrodeke kompozît de pêk anîn. Bi çareserkirina pirsgirêka têkiliya elektrod-elektrolît, elektrodeke kompozît a hişk-hişk a bi vî rengî kapasîteyeke rêjeyê ya ku heta bi ya elektrodeke kompozît a hişk-şilek re jî tê berhev kirin, pêşkêş kir. Ya girîngtir, lêkolîneran her wiha dît ku ev celeb têkiliya hişk-hişk a epîtaksîal dikare nelihevhatinên mezin ên tora torê tehemûl bike, û bi vî rengî stratejiya ku wan pêşniyar kir dikare ji bo gelek elektrolîtên hişk ên perovskît û elektrodên qat-qatî yên din jî were sepandin.
MA got, "Vê xebatê rêyek nîşan da ku hêjayî şopandinê ye. Bikaranîna prensîba ku li vir hatiye destnîşan kirin li ser materyalên din ên girîng dikare bibe sedema performansên hucreyan ên hîn çêtir û zanistek balkêştir. Em li benda wê ne."
Lêkolîner niyeta wan heye ku lêkolînên xwe di vî warî de bidomînin û stratejiya pêşniyarkirî li ser katodên din ên bi kapasîteya bilind û potansiyela bilind bicîh bînin.
Lêkolîn li kovara sereke ya Cell Press, Matter, bi sernavê "Têkiliya Atomî ya Nêzîk di navbera Elektrolîtên Hişk û Elektrodan de ji bo Pîlên Lîtyûmê" hate weşandin. Nivîskarê yekem LI Fuzhen e, xwendekarekî lîsansê yê USTC ye. Hevkarên Prof. MA Cheng Prof. NAN Ce-Wen ji Zanîngeha Tsinghua û Dr. ZHOU Lin ji Laboratuwara Ames in.
(Dibistana Kîmya û Zanistên Materyalan)
Girêdana nivîsê: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
Dema Postê: Hezîran-03-2019