Niklova pjena poboljšava performanse litijum-sumpornih baterija

Istraživači sa Univerziteta Shantou i Pekinškog tehnološkog instituta razvili su novu vrstu pjene na bazi nikla dizajniranu da ublaži efekat šatla, proširenje volumena i druge probleme koji muče litijum-sumporne baterije, saznaje FT.com. "Razvoj električnih vozila u procvatu zahtijeva tehnologiju za skladištenje energije sljedeće generacije s visokom gustinom energije, niskom cijenom i dugim vijekom trajanja", rekao je Lv Fushen, viši autor studije koja je predložila rješenje, u izjavi za medije. "Litijum-sumporne baterije se smatraju obećavajućim sistemom za skladištenje energije zbog svoje ultra-visoke gustine energije i velikog teoretskog kapaciteta. Međutim, one su ograničene slabom elektronskom provodljivošću sumpora, promenama zapremine katode i efektom šatla. Lu je objasnio da Konverzija polisulfida tokom punjenja i pražnjenja je složena višefazna tranzicija. Rastvorljivi litijum polisulfidi (LiPS) difunduju kroz porozni separator do negativne elektrode i reaguju sa litijumskim metalom da formiraju nerastvorljivi litij, izazivajući "efekat šatla" koji pogoršava kapacitet ciklusa pražnjenja i Ovo je jedan od glavnih nedostataka koji ozbiljno ometaju komercijalizaciju litijum-sumpornih baterija velikih razmera.
Efektivna katoda "Trenutno se prepreke litijumskih baterija uglavnom prevazilaze dizajnom elektroda i elektrolita", rekao je Lu. Kako bi se povećao kapacitet apsorpcije litijum polisulfida i poboljšalo stvaranje aktivnog sumpora tokom punjenja i pražnjenja, elektrode se obično sastoje od poroznih međuslojeva sa visokom katalitičkom aktivnošću. Prema Luju, određeni broj nanočestica metalnih oksida ili organsko-anorganskih hibrida korišten je za imobilizaciju litij polisulfida i olakšavanje njihovog unosa i konverzije. Međutim, ovi materijali pokazuju sporu redoks kinetiku u litijumskim baterijama sa visokim sadržajem sumpora dok se akumuliraju u međusloju. Po njegovom mišljenju, kombinacija karbonskih materijala sa neorganskim funkcionalnim materijalima čini se održivom strategijom za dobijanje efikasnih katoda. Međutim, katalitička kombinacija je obično prekrivena međuslojem, koji smanjuje konverziju polisulfida, što dovodi do eventualnog neuspjeha u postizanju sinergije između dvije funkcije. "Posljednjih godina, katode za litijum-sumporne baterije sa odličnim svojstvima hemisorpcije polisulfida i visokom katalitičkom efikasnošću su intenzivno istražene. Pronalaženje održive strategije za integraciju više odgovarajućih funkcija za ubrzanje konverzije polisulfida ostaje gorući problem."
Istraživač nikalne pjene rekao je da njegov prijedlog uključuje rast 3D HsGDY ili grafina supstituiranog vodonikom, novog izotopa ugljika s planarnom strukturom i jedinstvenim svojstvima, slojevitog na nikalnu pjenu reakcijom laserskog unakrsnog spajanja za sidrenje MoS2/Ni3S2 i poboljšanje električne provodljivosti materijala koji sadrže sumpor. On je rekao, "3D HsGDY okvir je u stanju da brzo adsorbuje litijum polisulfid, dok Ni3S2/MoS2 deluje kao reakcioni centar sa niskim otporom prenosa naelektrisanja." Lu je zaključio da njegove elektrode na bazi nikla- 3d hsgdy pokazuju visoke performanse u litijum-sumpornim baterijama velikog specifičnog kapaciteta i dugotrajne stabilnosti pri visokim gustoćama struje. Stoga, doping HsGDY u katodi može promovirati unos i konverziju litijum polisulfida u elektrolit, pružajući novu ideju za dobijanje litijum-sumpornih baterija visoke gustine energije. "Litijum-jonske baterije su komercijalizovane decenijama. Njihova energetska gustina se neznatno povećala u poslednjih nekoliko godina, iako je uloženo mnogo istraživačkih napora", rekao je Lew. „Istraživanje o hsgdyli – baterijama koje sadrže s još je u povojima i potrebno je mnogo istraživanja da bi se postigla praktična primjena.“
[Izvor - CKNews.com]