Nikel Köpük Lityum-sülfür Pillerin Performansını Artırıyor

FT.com'un edindiği bilgiye göre, Shantou Üniversitesi ve Pekin Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, mekik etkisini, hacim genleşmesini ve lityum-sülfür pillere zarar veren diğer sorunları azaltmak için tasarlanmış yeni bir tür nikel bazlı köpük geliştirdiler. Çözümü öneren çalışmanın kıdemli yazarı Lv Fushen bir medya açıklamasında, "Elektrikli araçların hızla gelişmesi, yüksek enerji yoğunluğuna, düşük maliyete ve uzun ömre sahip yeni nesil enerji depolama teknolojilerini gerektiriyor" dedi. "Lityum-kükürt piller, ultra yüksek enerji yoğunlukları ve büyük teorik kapasiteleri nedeniyle gelecek vaat eden bir enerji depolama sistemi olarak kabul ediliyor. Ancak kükürtün zayıf elektronik iletkenliği, katot hacmi değişiklikleri ve mekik etkisi nedeniyle bunlar sınırlı.Lu, şarj ve deşarj sırasında polisülfitlerin dönüşümü karmaşık, çok fazlı bir geçiştir Çözünebilir lityum polisülfitler (LiPS'ler), gözenekli ayırıcıdan negatif elektroda yayılır ve lityum metal ile reaksiyona girerek çözünmeyen lityum oluşturur, deşarj kapasitesini ve çevrimi bozan bir "mekik etkisine" neden olur Bu, lityum kükürt pillerin büyük ölçekli ticarileşmesini ciddi şekilde engelleyen ana kusurlardan biridir.
Etkili katot Lu, "Şu anda lityum pillerin önündeki engeller esas olarak elektrotların ve elektrolitlerin tasarımıyla aşılmaktadır" dedi. Lityum polisülfürün emme kapasitesini arttırmak ve şarj ve deşarj sırasında aktif kükürt oluşumunu arttırmak için elektrotlar genellikle yüksek katalitik aktiviteye sahip gözenekli ara katmanlardan oluşur. Lu'ya göre, lityum polisülfitleri hareketsiz hale getirmek ve bunların alımını ve dönüşümünü kolaylaştırmak için bir dizi metal oksit nanopartikülleri veya organik-inorganik hibritler kullanıldı. Ancak bu malzemeler, yüksek kükürtlü lityum pillerde ara katmanda biriktiği için yavaş redoks kinetiği sergiliyor. Ona göre, karbon malzemelerin inorganik fonksiyonel malzemelerle kombinasyonu, verimli katotlar elde etmek için uygun bir strateji gibi görünüyor. Bununla birlikte, katalitik kombinasyon genellikle bir ara tabaka ile kaplanır, bu da polisülfidlerin dönüşümünü azaltır, bu da iki fonksiyon arasında sinerjinin elde edilmesinde nihai başarısızlığa yol açar. "Son yıllarda, mükemmel polisülfit kemisorpsiyon özelliklerine ve yüksek katalitik verimliliğe sahip lityum-kükürt pil katotları yoğun bir şekilde araştırıldı. Polisülfit dönüşümünü hızlandırmak için birden fazla ilgili fonksiyonu entegre etmek için uygun bir strateji bulmak acil bir sorun olmaya devam ediyor."
Nikel köpük araştırmacısı, teklifinin, MoS2/Ni3S2'yi sabitlemek ve elektriksel iletkenliği arttırmak için lazer çapraz kenetlenme reaksiyonu ile nikel köpük üzerine katmanlanan, düzlemsel yapıya ve benzersiz özelliklere sahip yeni bir karbon izotopu olan 3D HsGDY veya hidrojen ikameli grafinin büyümesini içerdiğini söyledi. kükürt içeren maddeler. "3D HsGDY çerçevesi, lityum polisülfürü hızlı bir şekilde adsorbe edebilirken Ni3S2/MoS2, düşük yük aktarım direncine sahip bir reaksiyon merkezi görevi görür" dedi. Lu, nikel{11}}d hsgdy bazlı elektrotlarının lityum-kükürt pillerde büyük spesifik kapasiteye ve yüksek akım yoğunluklarında uzun vadeli kararlılığa sahip yüksek performans sergilediği sonucuna vardı. Bu nedenle katotta HsGDY'nin katkılanması, elektrolitteki lityum polisülfitin alımını ve dönüşümünü destekleyebilir ve yüksek enerji yoğunluklu lityum-kükürt piller elde etmek için yeni bir fikir sağlayabilir. Lew, "Lityum-iyon piller onlarca yıldır ticarileştirildi. Çok fazla araştırma yapılmasına rağmen enerji yoğunlukları son birkaç yılda biraz arttı" dedi. "Hsgdyli - s içeren pillerle ilgili araştırmalar henüz başlangıç ​​aşamasındadır ve pratik uygulamalara ulaşmak için çok fazla araştırmaya ihtiyaç vardır."
[Kaynak - CKNews.com]