A nikkelhab javítja a lítium-kén akkumulátorok teljesítményét

A Shantou Egyetem és a Pekingi Technológiai Intézet kutatói új típusú nikkel alapú habot fejlesztettek ki, amelyek célja a lítium-kén akkumulátorokat sújtó transzferhatás, térfogat-növekedés és egyéb problémák enyhítése – értesült az FT.com. "Az elektromos járművek virágzó fejlődéséhez nagy energiasűrűséggel, alacsony költséggel és hosszú élettartammal rendelkező, következő generációs energiatárolási technológiákra van szükség" - mondta Lv Fushen, a megoldást javasolt tanulmány vezető szerzője sajtónyilatkozatában. "A lítium-kén akkumulátorok rendkívül nagy energiasűrűségük és nagy elméleti kapacitásuk miatt ígéretes energiatároló rendszernek számítanak. A kén gyenge elektronikus vezetőképessége, a katódtérfogat változása és az ingahatás azonban korlátozza őket. Lu kifejtette, hogy a A poliszulfidok átalakítása a töltés és kisütés során egy összetett többfázisú átmenet. Az oldható lítium-poliszulfidok (LiPS-ek) a porózus szeparátoron keresztül a negatív elektródához diffundálnak, és reakcióba lépnek a fém lítiummal, így oldhatatlan lítium keletkezik, ami „ingázó hatást” okoz, amely rontja a kisülési kapacitást és a ciklust. Ez az egyik fő hiba, amely komolyan hátráltatja a lítium-kén akkumulátorok széles körű kereskedelmi forgalomba hozatalát.
Hatékony katód "Jelenleg a lítium akkumulátorok akadályait főként az elektródák és elektrolitok tervezése hárítja el" - mondta Lu. A lítium-poliszulfid abszorpciós kapacitásának növelése és az aktív kén képződésének fokozása érdekében a töltés és kisütés során az elektródák általában porózus, nagy katalitikus aktivitású közbenső rétegekből állnak. Lu szerint számos fém-oxid nanorészecskét vagy szerves-szervetlen hibridet használtak a lítium-poliszulfidok rögzítésére, valamint azok felvételének és átalakulásának elősegítésére. Ezek az anyagok azonban lassú redox kinetikát mutatnak a magas kéntartalmú lítium akkumulátorokban, amint felhalmozódnak a közbenső rétegben. Véleménye szerint a szénanyagok és a szervetlen funkcionális anyagok kombinációja életképes stratégiának tűnik hatékony katódok előállítására. A katalitikus kombinációt azonban általában egy közbülső réteg fedi, ami csökkenti a poliszulfidok konverzióját, ami a két funkció közötti szinergia esetleges kudarcához vezet. "Az elmúlt években intenzíven vizsgálták a kiváló poliszulfid kemiszorpciós tulajdonságokkal és nagy katalitikus hatásfokkal rendelkező lítium-kén akkumulátorkatódokat. Továbbra is sürgető probléma marad egy életképes stratégia megtalálása több megfelelő funkció integrálására a poliszulfid konverzió felgyorsítása érdekében."
A nikkelhab kutatója elmondta, hogy javaslata magában foglalja a 3D HsGDY vagy hidrogénnel szubsztituált grafin növekedését, amely egy új, sík szerkezetű és egyedi tulajdonságokkal rendelkező szénizotóp, amelyet lézeres keresztkapcsolási reakcióval nikkelhabra rétegeznek a MoS2/Ni3S2 rögzítésére és az elektromos vezetőképesség növelésére. kéntartalmú anyagokból. Azt mondta: "A 3D HsGDY keret képes gyorsan adszorbeálni a lítium-poliszulfidot, míg a Ni3S2/MoS2 reakcióközpontként működik alacsony töltésátviteli ellenállással." Lu arra a következtetésre jutott, hogy nikkel{11}}d hsgdy alapú elektródái nagy teljesítményt mutatnak a lítium-kén akkumulátorokban, nagy fajlagos kapacitással és hosszú távú stabilitással nagy áramsűrűség mellett. Ezért a HsGDY adalékolása a katódban elősegítheti a lítium-poliszulfid felvételét és átalakulását az elektrolitban, új ötletet nyújtva a nagy energiasűrűségű lítium-kén akkumulátorok előállításához. "A lítium-ion akkumulátorokat évtizedek óta forgalmazzák. Energiasűrűségük kissé nőtt az elmúlt néhány évben, bár sok kutatási erőfeszítést fordítottak rá" - mondta Lew. "A hsgdyli - s-tartalmú akkumulátorok kutatása még gyerekcipőben jár, és sok kutatásra van szükség a gyakorlati alkalmazások eléréséhez."
[Forrás - CKNews.com]