Composite membrane for aqueous Li-air batteries

Energy storage will be more important in the future than at any time in the past. Among the myriad energy-storage technologies, lithium batteries will play an increasingly important role because of their high specific energy (energy per unit weight) and energy density (energy per unit volume). In particular Li-air batteries have recivied much attention in these last years. Li–air battery, based on aqueous and non-aqueous electrolytes, reflects the need for electrochemical energy-storage devices that can offer a leap forward; for example, delivering electric vehicles with a driving range approaching the goal of 500 km between charging. The non-aqueous system gives a high energy density, but exhibits high polarization during the charge and discharge process with decomposition of the non-aqueous electrolyte and contamination with moisture in the air. One of the major advantages of the aqueous system is that the discharge reaction product is soluble in water, eliminating an apparent shortcoming of the nonaqueous system. During these years it has focused on alkaline electrolytes, however, acidic electrolytes may also be used and these give rise to higher voltages (up to 4.25 V versus Li/Li+) [6]. It is important to create a membrane protecting the Li-foil from the aqueous electrolyte. In this work it is presented a composite mebrane made by polymer-blend and glass-ceramic Nasicon-type(LAGP). Both have high conducvitivity (10^-3 Scm^-1) and good stability in acid environement. The membrane should be pore-free ceramics, the polymer blend can "cover" the pore of glass-ceramic LAGP. The membrane is analyzed by Impedance Spectroscopy, Scanning Electron Spectroscopy and XRD-measurement.

I dispositivi di accumulo d’energia avranno sempre di più un ruolo chiave nel futuro. Tra le miriade tecnologia di accumulo, le batterie al litio avranno un ruolo sempre più importante a causa della loro elevata energia specifica (energia per unità di peso) e la densità di energia (energia per unità di volume). In particolare, le batterie Li-airia hanno ricevuta molta attenzione in questi ultimi anni. Quest’ultime, con elettroliti acquosi e non acquosi, riflette la necessità di dispositivi di archiviazione che offrono la possibilità di altri impieghi, ad esempio, alimentare veicoli elettrici raggiungendo l’obbiettivo di 500km percorsi prima della carica. Il sistema con elettrolita solido fornisce un’alta densità di energia, ma presenta elevata polarizzazione durante il processo di carica e scarica con conseguenze di decomposizione del elettrolita solido e la contaminazione con l’umidità dell’aria. Uno dei maggiori vantaggi del sistema acquoso è che il prodotto di reazione di scarica è solubile in acqua, eliminando un apparente difetto del sistema solido. Nel corso di questi anni l’attenzione è stata rivolta su elettroliti alcalini, tuttavia, elettroliti acidi possono essere utilizzati e danno luogo a tensioni più elevate (fino a 4,25 V rispetto a Li / Li +) parencite bruce: enery. È importante creare una membrana che protegge l’anodo di litio puro dal elettrolita acquoso. In questo lavoro viene presentato un mebrane composita costituita da una miscela di polimeri e da un vetro-ceramico, Nasicon-type, (LAGP). Entrambi hanno conducvitivity alta (10^-3 Scm^-1) e una buona stabilità in ambiente.La membrana dovrebbe essere priva di pori per garantire la corretta impermeabilità,e la miscela di polimeri in grado di riempire i pori lasciati dal materiale vetroso-ceramico. La membrana composita viene analizzato con Spettroscopia di Impedenza, Scanning Electron Spectroscopy e X-ray.