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    Transporte de íons de lítio através de eletrólitos e SEI

    Crédito CC0:domínio público

    A cinética do transporte de íons de lítio através do eletrólito e do SEI é geralmente a etapa determinante da taxa no processo de revestimento e decapagem de Li. Antes da eletrodeposição na superfície do ânodo, Os íons de lítio migram de um cátodo para um ânodo através dos poros em um separador que é preenchido com eletrólitos. A superfície de metal de Li voltada para os poros no separador torna-se enriquecida com íons de Li devido ao seu acúmulo dentro dos poros. Assim, o metal de Li fresco deposita seletivamente nessas regiões com uma concentração mais alta de íons de lítio, formando uma superfície de metal Li irregular, bem como o crescimento dendrítico de Li.

    Recentemente, o grupo de pesquisa do professor Hengxing Ji da Universidade de Ciência e Tecnologia da China apresenta uma camada de revestimento formada por partículas COF-LZU1 em um separador comercial de polipropileno (PP) para redistribuir os íons de lítio que passam pelos poros do PP.

    A intercamada compreende partículas compactadas de uma estrutura orgânica covalente de base de Schiff (COF) COF-LZU1, que é um isolador eletrônico com alta estabilidade química e térmica contendo canais bem alinhados de ~ 1,8 nm de diâmetro. Os nanocanais nas partículas COF-LZU1 na camada de revestimento impedem a migração de ânions entre os eletrodos, levando a um alto número de transferência de íons de lítio de 0,77 ± 0,01, que há muito se considera aumentar a eficiência energética das baterias de lítio.

    Além disso, Os íons de lítio se movem através da camada COF-LZU1, análogo a contas que passam por uma placa de Galton. Este processo, para um grande número de contas, aproxima-se estatisticamente da distribuição normal. A respeito disso, a camada COF-LZU1 serve para redistribuir efetivamente os íons de lítio que passam pelos poros do separador comercial de modo a produzir uma distribuição uniforme, que pode transformar o Li musgoso ou dendrítico em uma deposição lisa de Li, renderizando melhor desempenho da bateria. O mecanismo de comportamento da camada COF-LZU1 pode ser estendido a diferentes tipos de materiais porosos para regular as distribuições de íons em diferentes sistemas de armazenamento ou conversão de energia.


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