Nikelio putos pagerina ličio ir sieros baterijų veikimą

FT.com sužinojo, kad Šantou universiteto ir Pekino technologijos instituto mokslininkai sukūrė naujo tipo nikelio pagrindu pagamintą putą, skirtą sušvelninti šaudyklų efektą, tūrio padidėjimą ir kitas problemas, kamuojančias ličio ir sieros baterijas. „Labai sparčiai vystantis elektromobiliams reikalingos naujos kartos energijos kaupimo technologijos, pasižyminčios dideliu energijos tankiu, mažomis sąnaudomis ir ilgaamžiškumu“, – pranešime žiniasklaidai sakė Lv Fushen, vyresnysis tyrimo, kuriame buvo pasiūlytas sprendimas, autorius. "Ličio-sieros baterijos laikomos perspektyvia energijos kaupimo sistema dėl itin didelio energijos tankio ir didelės teorinės talpos. Tačiau jas riboja prastas elektroninis sieros laidumas, katodo tūrio pokyčiai ir šaudyklės efektas. Lu paaiškino, kad polisulfidų konversija įkrovimo ir iškrovimo metu yra sudėtingas daugiafazis perėjimas. Tirpieji ličio polisulfidai (LiPS) difunduoja per porėtą separatorių į neigiamą elektrodą ir reaguoja su ličio metalu, sudarydami netirpus litį, sukeldami „šaudyklės efektą“, kuris pablogina iškrovos pajėgumą ir ciklą. Tai vienas iš pagrindinių defektų, rimtai trukdančių plataus masto komercializacijai ličio-sieros akumuliatoriais.
Efektyvus katodas "Šiuo metu ličio baterijų kliūtis daugiausia įveikia elektrodų ir elektrolitų konstrukcija", - sakė Lu. Siekiant išplėsti ličio polisulfido absorbcijos gebą ir padidinti aktyviosios sieros susidarymą įkrovimo ir iškrovimo metu, elektrodai paprastai susideda iš porėtų tarpsluoksnių, turinčių didelį katalizinį aktyvumą. Pasak Lu, daugybė metalo oksido nanodalelių arba organinių-neorganinių hibridų buvo panaudoti ličio polisulfidams imobilizuoti ir palengvinti jų įsisavinimą bei konversiją. Tačiau šios medžiagos pasižymi lėta redokso kinetika daug sieros turinčiose ličio baterijose, nes jos kaupiasi tarpsluoksnyje. Jo nuomone, anglies medžiagų derinys su neorganinėmis funkcinėmis medžiagomis yra perspektyvi strategija norint gauti efektyvius katodus. Tačiau katalizinis derinys paprastai yra padengtas tarpiniu sluoksniu, kuris sumažina polisulfidų konversiją, todėl galiausiai nepavyksta pasiekti dviejų funkcijų sinergijos. "Pastaraisiais metais ličio ir sieros baterijų katodai, pasižymintys puikiomis polisulfido chemisorbcijos savybėmis ir dideliu kataliziniu efektyvumu, buvo nuodugniai ištirti. Tebėra neatidėliotinas klausimas, kaip integruoti kelias atitinkamas funkcijas, siekiant pagreitinti polisulfido konversiją."
Nikelio putplasčio tyrinėtojas teigė, kad jo pasiūlymas apima 3D HsGDY arba vandeniliu pakeisto grafino, naujo anglies izotopo, turinčio plokščią struktūrą ir unikalias savybes, augimą, padengtą ant nikelio putų lazerinės kryžminės sujungimo reakcijos būdu, kad būtų galima pritvirtinti MoS2/Ni3S2 ir padidinti elektros laidumą. sieros turinčių medžiagų. Jis sakė: "3D HsGDY sistema gali greitai adsorbuoti ličio polisulfidą, o Ni3S2 / MoS2 veikia kaip reakcijos centras su mažu krūvio perdavimo atsparumu." Lu padarė išvadą, kad jo nikelio{11}d hsgdy elektrodai pasižymi dideliu našumu naudojant ličio ir sieros baterijas, turinčias didelę specifinę talpą ir ilgalaikį stabilumą esant dideliam srovės tankiui. Todėl HsGDY dopingas katode gali paskatinti ličio polisulfido įsisavinimą ir konversiją elektrolite, suteikdamas naują idėją gauti didelio energijos tankio ličio sieros baterijas. "Ličio jonų baterijos buvo parduodamos dešimtmečius. Jų energijos tankis per pastaruosius kelerius metus šiek tiek padidėjo, nors buvo įdėta daug mokslinių tyrimų pastangų", - sakė Lew. „Hsgdyli – s turinčių baterijų tyrimai vis dar tik pradeda veikti, todėl norint pasiekti praktinį pritaikymą reikia atlikti daug tyrimų.
[Šaltinis – CKNews.com]