تصميم إلكتروليت عالي الجهد مدعومًا بكيمياء الاحتلال المتقدمة نحو بطاريات الليثيوم أيون عالية الكثافة للطاقة وسريعة الشحن

الملخص: الإلكتروليت حاسم في نقل أيونات الليثيوم (Li + ) في بطاريات الليثيوم أيون (LIBs). ومع ذلك، لا توجد مبدأ عالمي قابل للتطبيق لتصميم إلكتروليت مثالي. في معظم الحالات، يعتمد عملية التصميم على التجارب التجريبية وغالبًا ما تعتبر معلومات ملكية سرية للغاية. هنا، يتم تقديم نموذج يتعلق ببنية الحلول للتصميم الكمي للإلكتروليتات، مع التركيز على مبادئ كيمياء التنسيق. كمثال نموذجي، تم تطوير إلكتروليت عالي الجهد (أي، 4.5 فولت مقابل الأنود) يهدف إلى تحقيق كثافة طاقة عالية وشحن سريع لبطارية LIB، والتي تتكون تحديدًا من أنود هجين مكون بشكل جيد من الكربون الصلب-السيليكون / الكربون، وكاثود أكسيد الكوبالت الليثيوم. يتم تحليل وظائف كل مكون إلكتروليت على المستوى الجزيئي داخل هيكل حل Li +، كما يتم تقديم نموذج واجهة لتوضيح علاقتهم بأداء البطارية. تمثل هذه الدراسة جهدًا رائدًا في تطوير منهجية لتوجيه تصميم الإلكتروليت، حيث يتم استكشاف التأثيرات المتبادلة لعملية إزالة حل Li + وواجهة الإلكتروليت الصلبة (SEI) على سطح القطب بشكل متزامن لفهم السبب الجذري للأداء المتفوق. ويؤسس هذا النهج المبتكر نموذجًا جديدًا في تصميم الإلكتروليت، مقدماً رؤى قيمة على المستوى الجزيئي.