ИСТИНА

Один из новых экспериментальные подходов по улучшению характеристик ячейки с литий - металлическим электродом является использование высококонцентрированных неводных жидких электролитов типа «растворитель в соли» (т.н. “solvent - in - salt” (SIS)) с повышенной концентрацией соли (> 4M). Содержание соли столь велико, что количество молекул растворителя сопоставимо с общим числом катионов и анионов соли в растворе. Согласно уже имеющимся в данном направлении работам, в отличие от обычных жидких электролитов, электролиты такого типа имеют преимущества. С одной стороны, повышенная концентрация соли способствует быстрой пассивации лития. С другой стороны, позволяет уменьшить число катионов Li+, окруженных объемной сольватной оболочкой, что обеспечивает их доступность за счет высокой координации Li+ анионами растворителя, облегчая их транспорт к аноду. В результате, число переноса по катионам лития в таких системах могут быть велики. Предполагается, что применение таких высоко концентрированных электролитов позволить повысить стабильность работы литиевой системы в процессе работы ЭХ ячейки. В работе впервые методом циклической вольтамперометрии проведено исследование осаждения/растворения металлического лития в высококонцентрированных растворах бис-трифторметилсульфонилимида лития в пропиленкарбонате. Было обнаружено расширение окна электрохимической стабильности при повышении концентрации электролита, а также смещение окислительно-восстановительного потенциала лития в область более положительных потенциалов. Продемонстрирована возможность мониторинга электроосаждения лития при помощи рефлектометрии тепловых нейтронов. Показана возможность детектировать осадки нанометровой толщины, а также оценивать их шероховатость. Проверена возможность подавления роста “дендритов” в растворах электролитов высокой концентрации. На основании результатов гальваностатического циклирования симметричных литиевых ячеек сделано предположение о существенном повышении однородности литиевых осадков при плотностях тока 0.1 мА/см2 и концентрации электролита не менее 4 моль соли на 1 л растворителя. При этом требуется дальнейшее детальное исследование морфологии получаемых осадков, а также проверка работоспособности данного подхода при более высоких плотностях тока.