Ultime notizie: gli anodi di silicio in lega di boro triplicano la durata delle batterie agli ioni di litio
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Stabilizzare l'interfase elettrolitica solida (SEI) rimane una sfida fondamentale per gli anodi delle batterie agli ioni di litio a base di silicio. L'unione di silicio con elementi secondari come il boro si è rivelata una strategia promettente per migliorare la durata del ciclo di vita degli anodi di silicio, ma il meccanismo sottostante rimane poco chiaro. Per colmare questa lacuna conoscitiva, si studia sistematicamente come la concentrazione di boro influenzi le prestazioni della batteria. Questi risultati mostrano un aumento pressoché monotono della durata del ciclo di vita con un contenuto di boro più elevato, con elettrodi ricchi di boro che superano significativamente le prestazioni del silicio puro. Inoltre, gli anodi in lega silicio-boro presentano una durata quasi tre volte superiore rispetto al silicio puro. Attraverso un'analisi meccanicistica dettagliata, si escludono sistematicamente fattori contribuenti alternativi e si propone che il miglioramento della passivazione derivi da un forte dipolo permanente sulla superficie delle nanoparticelle. Questo dipolo, formato da boro sottocoordinato e altamente acido secondo Lewis, crea uno strato statico e denso di ioni che stabilizza l'interfaccia elettrochimica, riducendo la decomposizione parassita dell'elettrolita e migliorando la stabilità a lungo termine. Questi risultati suggeriscono che, nell'ambito del SEI, il doppio strato elettrico è un fattore importante nella passivazione superficiale. Questa intuizione fornisce uno spazio di parametri inesplorato per l'ottimizzazione degli anodi di silicio nelle batterie agli ioni di litio di prossima generazione.
Riferimento
https://doi.org/10.1002/aenm.202501074