ความท้าทายที่ต้องเผชิญกับอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่ Li-ion และแคโทดพลังงานสูง

ความก้าวหน้าของวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) ที่มีพลังงานสูง ต้นทุนต่ำ และยั่งยืนมีความสำคัญต่อการแสวงหาการปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์และเพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

อิเล็กโทรดบวก (แคโทด) มีบทบาทสำคัญในด้านพลังงานโดยรวม ต้นทุน และความยั่งยืนของแบตเตอรี่ ในระยะเวลาอันใกล้นี้ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่กำลังเปลี่ยนไปใช้แคโทดเมทัลออกไซด์ทรานซิชันเมทัลออกไซด์ที่อุดมด้วยนิกเกิล (Ni) อย่างไรก็ตาม LIB ที่มีเคมีแคโทดที่มี Ni-rich ประสบปัญหาการซีดจางของประสิทธิภาพอย่างรวดเร็วซึ่งปัจจุบันจำกัดอายุการใช้งาน

การสัมมนาผ่านเว็บนี้กล่าวถึงผลกระทบอย่างลึกซึ้งที่องค์ประกอบอิเล็กโทรไลต์มีต่ออายุการใช้งานของ LIB ด้วยแคโทดที่อุดมด้วย Ni ปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างแคโทดที่มี Ni-rich และอิเล็กโทรไลต์ที่มีคาร์บอเนตอินทรีย์เป็นองค์ประกอบหลักที่ส่วนต่อประสานอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ (EEI) ได้รับการสำรวจโดยอิงจากการทำงานล่าสุด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลเสียของเอทิลีนคาร์บอเนต (EC) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในอิเล็กโทรไลต์ทั่วไป เมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว

โดยใช้การผสมผสานระหว่าง electrochemical mass spectrometry (OEMS) ไฟฟ้าเคมีอิมพีแดนซ์สเปกโตรสโคปี (EIS) สารละลายนิวเคลียร์แม่เหล็กเรโซแนนซ์ (NMR) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (TEM) และพลาสมาออปติคัลอีมิชชันสเปกโทรสโกปีแบบเหนี่ยวนำคู่ (ICP-OES) ซึ่งเป็นกลไก มีความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการย่อยสลายในอิเล็กโทรไลต์ที่มี EC และปราศจาก EC

มุมมองเกี่ยวกับความต้องการอิเล็กโทรไลต์ที่ขัดแย้งกันของแคโทด Ni-rich และ LIB anodes และผลกระทบของการค้นพบสำหรับแคโทดรุ่นต่อไปอื่นๆ

เวสลีย์ โดส เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน School of Chemistry ที่ University of Leicester หลังจากได้รับปริญญาเอกสาขาเคมีในปี 2015 จากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล เขาดำรงตำแหน่งหลังปริญญาเอกในกลุ่มของดร.คริสโตเฟอร์ จอห์นสันที่ Argonne National Laboratory และ Prof. Michael De Volder และกลุ่ม Prof. Clare Grey ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ งานหลังปริญญาเอกของเขามุ่งเน้นไปที่การศึกษาวัสดุอิเล็กโทรดขั้นสูงสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยุคหน้า โดยเฉพาะแอโนดที่ใช้ซิลิกอนและแคโทดโลหะออกไซด์ทรานซิชันที่มีนิกเกิลเป็นชั้นๆ เวสลีย์เข้าร่วมคณะที่เลสเตอร์ในปี 2021 งานวิจัยของเขาตรวจสอบวัสดุเก็บพลังงานสำหรับการใช้งานในเคมีของแบตเตอรี่ต่างๆ รวมถึงลิเธียมไอออนและลิเธียมไอออน "เกิน"