Formação e evolução da interfase de eletrólito sólido modificado por proteína em baterias de metal Li
Na temperatura elevada após o preenchimento de eletrólitos contendo proteína, a proteína forma um SEI rico em grupos funcionais no ânodo de Li, construindo um Li
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uniforme deposição durante o ciclismo. Crédito:Journal of Energy Chemistry
Numerosos estudos focados no desenvolvimento de baterias de metal Li-metal seguras e de longa duração (LMBs) foram relatados. No entanto, a transferência desses LMBs de alto desempenho da produção em escala de laboratório para a produção em escala industrial continua sendo um desafio. A maioria dos estudos sobre LMBs se limita a resolver a questão da formação de dendritos de Li através de uma camada formada in situ ou ex situ no ânodo de Li, enquanto a formação e evolução da interfase eletrolítica sólida (SEI), imitando o processo prático de produção de LMBs , raramente são considerados.
Recentemente, Chenxu Wang e colegas de trabalho (da Washington State University) publicaram um artigo de pesquisa intitulado "Formação e evolução de SEI modificadas por proteína em baterias de metal Li" no
Journal of Energy Chemistry .
Nela, os autores relataram a formação de SEIs modificados por proteínas em anodos de Li em diferentes temperaturas de parada. Além disso, a evolução dos SEIs modificados por proteínas foi investigada controlando a duração do processo de parada. Em particular, a evolução dos componentes químicos e o comportamento de molhabilidade dos SEIs modificados com um eletrólito foram estudados controlando as condições do processo de parada.
Verificou-se que o tratamento térmico usado para desnaturação de proteínas levou a estruturas de cadeia mais desdobradas, o que foi confirmado pelo estudo de simulação. O SEI modificado com zeína tratado termicamente (modificado com H-zeína) resultante demonstrou melhor comportamento de umedecimento e formação de SEI mais rápida do que a amostra não aquecida (U-zeína).
Além disso, a célula Li|Li simétrica com o SEI modificado com H-zeína exibiu um ciclo de vida mais longo (360 h) do que o SEI modificado com U-zeína (260 h). Além disso, o LiFePO simétrico
4 A célula /Li com o SEI modificado com H-zeína apresentou um desempenho de ciclagem de longo prazo mais estável com uma retenção de capacidade maior (70%) do que a célula com o SEI modificado com U-zeína (42%) após 200 ciclos.
Portanto, taxas de formação altas e estáveis podem ser alcançadas com o SEI modificado com H-zeína após um processo de parada de curta duração. Como resultado, o ânodo de Li com o SEI modificado com H-zeína alcançou um desempenho estável de ciclagem de longo prazo em células simétricas de Li|Li e completas.
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