ข่าวล่าสุด: ขั้วบวกซิลิคอนผสมโบรอนทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นถึง 3 เท่า
|
เชิงนามธรรม
การรักษาเสถียรภาพของเฟสอินเตอร์เฟสของอิเล็กโทรไลต์แบบของแข็ง (SEI) ยังคงเป็นความท้าทายสำคัญสำหรับขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ซิลิกอน การผสมซิลิกอนกับธาตุรอง เช่น โบรอน ได้กลายเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มดีในการปรับปรุงอายุการทำงานของขั้วบวกของซิลิกอน แต่กลไกพื้นฐานยังคงไม่ชัดเจน เพื่อแก้ไขช่องว่างของความรู้นี้ ความเข้มข้นของโบรอนมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างไรจึงได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอายุการทำงานของวงจรที่เกือบจะเป็นเอกภาพโดยมีปริมาณโบรอนสูงกว่า โดยอิเล็กโทรดที่มีโบรอนสูงนั้นมีประสิทธิภาพเหนือกว่าซิลิกอนบริสุทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ขั้วบวกของโลหะผสมซิลิกอน-โบรอนยังมีอายุการใช้งานตามปฏิทินยาวนานกว่าซิลิกอนบริสุทธิ์เกือบสามเท่า จากการวิเคราะห์เชิงกลไกโดยละเอียด ปัจจัยสนับสนุนอื่นๆ ถูกตัดออกอย่างเป็นระบบ และมีข้อเสนอว่าการทำให้เฉื่อยที่ปรับปรุงดีขึ้นนั้นเกิดจากไดโพลถาวรที่แข็งแกร่งบนพื้นผิวของอนุภาคนาโน ไดโพลนี้ซึ่งเกิดจากโบรอนที่มีการประสานงานไม่เพียงพอและเป็นกรดลูอิสสูง จะสร้างชั้นไอออนที่มีความหนาแน่นคงที่ ซึ่งจะทำให้ส่วนต่อประสานทางเคมีไฟฟ้ามีเสถียรภาพ ลดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ปรสิต และเพิ่มเสถียรภาพในระยะยาว ผลการวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าภายในกรอบงาน SEI ชั้นคู่ไฟฟ้าถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการทำปฏิกิริยากับพื้นผิว ข้อมูลเชิงลึกนี้ช่วยให้สามารถหาพื้นที่พารามิเตอร์ที่ยังไม่ได้สำรวจเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแอโนดซิลิกอนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นต่อไปได้
อ้างอิง
ภาษาไทย: https://doi.org/10.1002/aenm.202501074