Никлова пена побољшава перформансе литијум-сумпорних батерија

Истраживачи са Универзитета Шантоу и Пекиншког технолошког института развили су нову врсту пене на бази никла дизајнирану да ублажи ефекат шатла, проширење запремине и друге проблеме који муче литијум-сумпорне батерије, сазнаје ФТ.цом. „Развој електричних возила у процвату захтева технологију складиштења енергије следеће генерације са високом густином енергије, ниском ценом и дугим животним веком“, рекао је Лв Фушен, виши аутор студије која је предложила решење, у изјави за медије. "Литијум-сумпорне батерије се сматрају обећавајућим системом за складиштење енергије због своје ултра-високе густине енергије и великог теоретског капацитета. Међутим, оне су ограничене слабом електронском проводљивошћу сумпора, променама запремине катоде и ефектом шатла. Лу је објаснио да Конверзија полисулфида током пуњења и пражњења је сложена вишефазна транзиција. Растворљиви литијум полисулфиди (ЛиПС) дифундују кроз порозни сепаратор до негативне електроде и реагују са металом литијума да формирају нерастворљиви литијум, изазивајући „ефекат шатла“ који погоршава капацитет пражњења и циклуса. Ово је један од главних недостатака који озбиљно ометају комерцијализацију литијум-сумпорних батерија великих размера.
Ефективна катода "Тренутно се препреке литијумских батерија углавном превазилазе дизајном електрода и електролита", рекао је Лу. Да би се проширио капацитет апсорпције литијум полисулфида и побољшало стварање активног сумпора током пуњења и пражњења, електроде се обично састоје од порозних међуслојева са високом каталитичком активношћу. Према Лују, одређени број наночестица металних оксида или органско-неорганских хибрида коришћен је за имобилизацију литијум полисулфида и олакшавање њиховог преузимања и конверзије. Међутим, ови материјали показују спору редокс кинетику у литијумским батеријама са високим садржајем сумпора док се акумулирају у међуслоју. По његовом мишљењу, комбинација угљеничних материјала са неорганским функционалним материјалима изгледа као одржива стратегија за добијање ефикасних катода. Међутим, каталитичка комбинација је обично прекривена међуслојем, који смањује конверзију полисулфида, што доводи до евентуалног неуспеха у постизању синергије између две функције. "Последњих година, катоде литијум-сумпорних батерија са одличним својствима хемисорпције полисулфида и високом каталитичком ефикасношћу су у великој мери истражене. Проналажење одрживе стратегије за интегрисање више одговарајућих функција за убрзавање конверзије полисулфида остаје горуће питање."
Истраживач пене никла рекао је да његов предлог укључује раст 3Д ХсГДИ или графина супституисаног водоником, новог изотопа угљеника са планарном структуром и јединственим својствима, слојевитог на пени никла реакцијом ласерског унакрсног спајања за сидрење МоС2/Ни3С2 и побољшање електричне проводљивости материјала који садрже сумпор. Рекао је: "3Д ХсГДИ оквир је у стању да брзо адсорбује литијум полисулфид, док Ни3С2/МоС2 делује као реакциони центар са ниским отпором преноса наелектрисања." Лу је закључио да његове електроде на бази никла- 3д хсгди показују високе перформансе у литијум-сумпорним батеријама великог специфичног капацитета и дуготрајне стабилности при високим густинама струје. Стога, допинг ХсГДИ у катоди може промовисати узимање и конверзију литијум полисулфида у електролит, пружајући нову идеју за добијање литијум-сумпорних батерија високе енергетске густине. "Литијум-јонске батерије су комерцијализоване деценијама. Њихова енергетска густина се незнатно повећала у последњих неколико година, иако је уложено много истраживачких напора", рекао је Лу. „Истраживање о хсгдили – батеријама које садрже с је још увек у повојима и потребно је много истраживања да би се постигла практична примена.“
[Извор - ЦКНевс.цом]