Det växande behovet av hållbara energilösningar har gjort litiumjonbatterier (LIBs) till ett lovande alternativ. Deras potential har dock varit något begränsad på grund av säkerhets- och återvinningsproblem. Nyligen forskning föreslår ett nytt tillvägagångssätt – användningen av redox-shuttles (RS) för deaktivering, vilket kan öka effektiviteten i återvinningsprocesser för LIBs avsevärt och därigenom förbättra deras säkerhet och hållbarhet.
Deaktiveringsmetoden med redox-shuttles innebär att interna kortslutningar induceras i litiumjonbatterier. Återvändbara redoxreaktioner (RS) används för detta ändamål, vilket leder till batterideaktivering. Två typer av RS, ferrocen och fenotiazin, har utvärderats för sina elektrokemiska egenskaper i LIB-elektrolytlösningar. Resultaten visar att dessa ämnen effektivt kan deaktivera LIBs. Dessutom kan de sprida den deponerade litiumet på ytan av den negativa elektroden, som sedan kan samlas in.
Tillämpningen av RS för LIB-deaktivering ger två betydande fördelar. För det första förbättrar det batterisäkerheten genom att förhindra potentiella bränder eller explosioner som kan uppstå vid interna kortslutningar. För det andra förbättrar det hållbarheten hos LIBs genom att underlätta mer effektiva återvinningsprocesser. RS deaktiverar inte bara batterierna, utan sprider också komplexa litiumavlagringar på ytan av den negativa elektroden, vilket gör det möjligt att samla in och återanvända dem.
Deaktiveringsmetoden är inte begränsad till konventionella LIBs. Nyliga studier utforskar dess potential för att designa biphasiska hierarkiska porösa strukturer (BCHPSs) för både fasta polymerelektrolyter och katoder i flexibla faststående litium-dioxidbatterier (FASSLCBs). Denna metod underlättar massöverföring i alla sammankopplade riktningar och hindrar bildandet av ”död Li2CO3,” vilket ger en lång livscykel för FASSLCBs.
Forskningen belyser också interaktioner mellan kiselanoder (Si) och fasta sulfidelektrolyter i helt fasta batterier (all-solid-state batteries). Bildandet av ett gränsskikt fungerar som ett fast elektrolytgränssnitt (SEI) och möjliggör reversibel (de)lithiering. Denna mekanism aktiverar (de)lithieringen av kiselanoder med hjälp av sulfidelektrolyter, vilket ytterligare bekräftar potentialen hos redox-shuttle-deaktiveringsmetoden.
Användningen av redox-shuttles kan förhindra nedbrytningen av litiumjonbatterier och förbättra deras livslängd. Det är ett betydande steg mot att öka hållbarheten och effektiviteten hos LIBs, eftersom det minskar behovet av frekventa batteribyten och främjar återvinningen av använda batterier. Med målet om en mer hållbar energiframtid är sådana framsteg otroligt lovande.
Vanliga Frågor:
The source of the article is from the blog foodnext.nl