Problem, określany mianem dysproporcji EC-PC, jest znany od lat, a jego zwalczenie powinno utorować drogę do produkcji lepszych baterii litowo-jonowych. O tym, jak udało się tego dokonać i jakie będą dokładne konsekwencje autorzy nowych badań piszą na łamach Journal of Materials Chemistry A.
Czytaj też: Mercedes stworzył istne akumulatory przyszłości dla samochodów. Koniec z dominacją Chin i USA
Jak się okazuje, najważniejszym aspektem przeprowadzonych badań było wykorzystanie węglanu etylenu. Ten, podobnie jak podobny do niego pod względem elektrochemicznym węglan propylenu, zachowuje się zaskakująco odmiennie w stosunku do anod akumulatorowych wykonanych z grafitu. Wyciągnięte w toku eksperymentów wnioski powinny utorować drogę do tworzenia bezpieczniejszych i wydajniejszych akumulatorów litowo-jonowych.
Już dawno temu stało się jasne, iż elektrolity na bazie węglanu propylenu – choć niegroźne dla litu – to okazują się silnie żrące dla grafitu. Z tego względu węglan etylenu nie mógł stanowić realnej alternatywy dla węglanu propylenu. Było to szczególnie zadziwiające ze względu na fakt, iż pod względem elektrochemicznym oba materiały są niemal identyczne. Mimo to mają zgoła odmienny wpływ na funkcjonowanie anod grafitowych.
Dzięki badaniom poświęconym tzw. dysproporcji EC-PC naukowcy mogą projektować bezpieczniejsze i wydajniejsze akumulatory
Ta dysproporcja między oboma związkami od dawna wzbudzała zainteresowanie i wydaje się, że wreszcie doszło do przełomu w tym zakresie. Stoją za nim przedstawiciele Skoltech Energy, którzy wysunęli hipotezę, w myśl której obecność węglanu etylenu w elektrolicie prowadzi do powstania cienkiej warstwy bardzo lepkiej cieczy na powierzchni grafitu.
Czytaj też: Cała prawda o elektrycznych samochodach w Polsce. Twarde dane nie kłamią
To właśnie owa warstwa zapewnia grafitowi ochronę. Praktyka okazała się pokrywać z teorią, ponieważ eksperymenty potwierdziły, że cienka warstwa stałego elektrolitu powstająca na powierzchni anody zapewnia jej ochronę przed szybką degradacją. Teraz przyjdzie pora na wdrożenie tej wiedzy na etapie projektowania i produkcji akumulatorów nowej generacji.