Lacroix
Des chercheurs de l’Université de Lancaster ont mis au stage une strategy pour observer la structure interne 3D des batteries rechargeables pour la première fois.
La recherche, publiée dans Nature Communications, est dirigée par le professeur Oleg Kolosov du département de physique de Lancaster en collaboration avec l’University College or university London et le NEXGENNA Faraday Establishment Consortium.
L’équipe a utilisé une nouvelle strategy basée sur la microscopie de nano-rhéologie 3D (3DNRM) pour visualiser la nanostructure 3D à l’intérieur des batteries rechargeables, de la double couche électrique à l’échelle moléculaire à la couche de surface électrochimique à l’échelle nanométrique sur la area de l’anode en graphite dans un lithium- batterie ionique.
Pour la première fois, cela a permis l’observation directe de la progression de l’ensemble de la framework tridimensionnelle de l’interface électrique solide (SEI), une couche de passivation à l’échelle nanométrique formée sur l’interface électrode-électrolyte de la batterie, qui prédétermine les propriétés clés de la batterie.
Les auteurs ont pu révéler des prédicteurs clés de la formation de la couche SEI dans une interaction complexe de structures à double couche électrique de dimension moléculaire, des propriétés de surface des couches de carbone et de l’interaction solvant-ions Li dans l’électrolyte.
La nanoarchitecture des interfaces solide-liquide est essentielle pour les batteries hautes performances, mais il a été difficile de caractériser les interfaces de réaction au sein des batteries en raison de leur inaccessibilité inhérente.
Le Dr Yue Chen de l’Université de Lancaster, qui est l’auteur principal, a déclaré : « Jusqu’à présent, la compréhension du mécanisme de development du SEI est toujours un domaine des plus difficiles et le moins exploré en raison de l’absence d’une strategy de caractérisation interfaciale capable à la fois d’une résolution à l’échelle nanométrique et d’un fonctionnement dans l’environnement de la batterie de travail.”
La dynamique des réactions interfaciales définit le flux et la conversion d’énergie et régit le transfert d’espèces chimiques dans d’importants processus physiques, chimiques et biologiques, des réactions catalytiques, du stockage et de la libération d’énergie dans les batteries, aux interactions antigène-anticorps et à la transmission d’informations à travers les cellules neurales.
Cela ouvre un substantial éventail de domaines pour la nouvelle method, du stockage d’énergie et du génie chimique aux applications biomédicales.
