Buih Nikel Meningkatkan Prestasi Bateri Litium-sulfur

Penyelidik di Universiti Shantou dan Institut Teknologi Beijing telah membangunkan jenis buih berasaskan nikel baharu yang direka untuk mengurangkan kesan ulang-alik, pengembangan volum dan masalah lain yang melanda bateri litium-sulfur, FT.com telah belajar. "Perkembangan pesat kenderaan elektrik memerlukan teknologi penyimpanan tenaga generasi akan datang dengan ketumpatan tenaga tinggi, kos rendah dan jangka hayat yang panjang," kata Lv Fushen, pengarang kanan kajian yang mencadangkan penyelesaian itu, dalam satu kenyataan media. "Bateri litium-sulfur dianggap sebagai sistem penyimpanan tenaga yang menjanjikan kerana ketumpatan tenaga ultra tinggi dan kapasiti teori yang besar. Walau bagaimanapun, ia dihadkan oleh kekonduksian elektronik sulfur yang lemah, perubahan isipadu katod dan kesan ulang-alik. Lu menjelaskan bahawa penukaran polisulfida semasa mengecas dan menyahcas ialah peralihan berbilang fasa yang kompleks. Polisulfida litium boleh larut (LiPS) meresap melalui pemisah berliang ke elektrod negatif dan bertindak balas dengan logam litium untuk membentuk litium tidak larut, menyebabkan "kesan ulang-alik" yang merosot kapasiti nyahcas dan berbasikal prestasi Ini adalah salah satu kecacatan utama yang secara serius menghalang pengkomersilan besar-besaran bateri litium-sulfur.
Katod berkesan "Pada masa ini, halangan bateri litium terutamanya diatasi dengan reka bentuk elektrod dan elektrolit," kata Lu. Untuk mengembangkan kapasiti penyerapan litium polysulfide dan meningkatkan penjanaan sulfur aktif semasa pengecasan dan nyahcas, elektrod biasanya terdiri daripada interlayer berliang dengan aktiviti pemangkin yang tinggi. Menurut Lu, beberapa nanopartikel oksida logam atau hibrid organik-tak organik telah digunakan untuk melumpuhkan litium polysulphides dan memudahkan pengambilan dan penukarannya. Walau bagaimanapun, bahan ini mempamerkan kinetik redoks yang perlahan dalam bateri litium sulfur tinggi apabila ia terkumpul dalam interlayer. Pada pendapat beliau, gabungan bahan karbon dengan bahan berfungsi bukan organik nampaknya merupakan strategi yang berdaya maju untuk mendapatkan katod yang cekap. Walau bagaimanapun, gabungan pemangkin biasanya diliputi oleh lapisan perantaraan, yang mengurangkan penukaran polisulfida, yang membawa kepada kegagalan akhirnya untuk mencapai sinergi antara kedua-dua fungsi. "Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, katod bateri litium-sulfur dengan sifat chemisorption polysulfide yang sangat baik dan kecekapan pemangkin yang tinggi telah disiasat dengan teliti. Mencari strategi yang berdaya maju untuk mengintegrasikan pelbagai fungsi masing-masing untuk mempercepatkan penukaran polisulfida kekal sebagai isu yang mendesak."
Penyelidik buih nikel berkata cadangannya termasuk pertumbuhan 3D HsGDY atau graphyne digantikan hidrogen, isotop karbon baharu dengan struktur satah dan sifat unik, berlapis pada buih nikel oleh tindak balas gandingan silang laser untuk menambat MoS2/Ni3S2 dan meningkatkan kekonduksian elektrik daripada bahan yang mengandungi sulfur. Beliau berkata, "Rangka kerja 3D HsGDY mampu menjerap litium polysulfide dengan pantas, manakala Ni3S2/MoS2 bertindak sebagai pusat tindak balas dengan rintangan pemindahan cas yang rendah." Lu membuat kesimpulan bahawa elektrod berasaskan nikel- 3d hsgdy miliknya mempamerkan prestasi tinggi dalam bateri litium-sulfur dengan kapasiti khusus yang besar dan kestabilan jangka panjang pada ketumpatan arus yang tinggi. Oleh itu, doping HsGDY dalam katod boleh menggalakkan pengambilan dan penukaran litium polisulfida dalam elektrolit, memberikan idea baharu untuk mendapatkan bateri litium-sulfur ketumpatan tenaga tinggi. "Bateri litium-ion telah dikomersialkan selama beberapa dekad. Ketumpatan tenaga mereka telah meningkat sedikit sejak beberapa tahun kebelakangan ini, walaupun banyak usaha penyelidikan telah dibelanjakan, " kata Lew. "Penyelidikan tentang bateri yang mengandungi hsgdyli - s masih di peringkat awal, dan banyak penyelidikan diperlukan untuk mencapai aplikasi praktikal."
[Sumber - CKNews.com]