En la actualidad, la densidad energética de las baterías comerciales de iones de litio se ha acercado al límite.Las baterías de metal de litio líquido (LMB) se prefieren por su alta densidad de energía (>500 Wh kg^â1), pero la comercialización se ve obstaculizada por la inflamabilidad y explosividad del disolvente líquido y el crecimiento de dendritas de Li.

Una revisión dirigida por el Prof. Qiang Zhang y el Prof. Chen-Zi Zhao (Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Tsinghua) ha indicado próximas oportunidades para promover las aplicaciones prácticas de in situsolidificaciónen baterías recargables de metal litio.el trabajo espublicadoen el diarioCiencia China Química.

En particular, los LMB de estado sólido, cuyo núcleo gira en torno alelectrolito de estado sólido(SSE) puede ofrecer una alta densidad de energía, una amplia temperatura de funcionamiento, una larga vida útil de ciclos y alta seguridad y otras ventajas, por lo tanto, el empleo de electrolitos de estado sólido en lugar de electrolitos líquidos orgánicos es una estrategia práctica para lograr un alto rendimiento., LMB de alta seguridad.

"El mayor desafío que enfrenta la adopción de SSE son los pobres contactos sólido-sólido inherentes en los LMB de estado sólido, lo que resulta en una enorme polarización electroquímica y un rendimiento inferior. Especialmente, cuando se combina con un cátodo de alta carga de área, cómo preservar la conformidadLas interfaces se vuelven más prominentes debido al mayor número de poros entre las partículas del electrodo", dice Zhang.

Para abordar el problema anterior, la solidificación in situ emergente puede generar contactos conformes superiores entre las interfaces electrodo/electrolito, construir la vía rápida de transporte de iones entre el electrodo/electrolito y la partícula/partícula del electrodo, reducir la impedancia interfacial y mejorarel rendimiento electroquímico.Cabe destacar que los LMB de estado sólido basados ​​en la tecnología emergente de solidificación in situ tienen un gran potencial de desarrollo.

Esta revisión aborda la seguridad de los LMB de alta densidad de energía como punto de entrada, expone la importancia de la solidificación in situ para mejorar la seguridad y la adaptabilidad, así como la historia del desarrollo de la solidificación in situ, e introduce enfáticamente las técnicas de síntesis.de solidificado in situelectrolito polimérico.

La aplicación práctica de la tecnología de solidificación in situ se promueve desde los aspectos de la construcción de interfases artificiales y el diseño de electrolitos poliméricos, respectivamente, que aclaran y establecen la importancia de la tecnología de solidificación in situ en el desarrollo de LMB de alto rendimiento y alta seguridad.

Finalmente, se presentan el diseño, los desafíos y las perspectivas de aplicación del electrolito de polímero solidificado in situ para promover el desarrollo de tecnologías energéticas existentes.

Más información:Pan Xu et al, Una revisión de baterías de metal de litio de estado sólido mediante solidificación in situ,Ciencia China Química(2023).DOI: 10.1007/s11426-023-1866-y