Katoda basis silikon nyaimbangkeun sél Li-S. Pangaruh: leuwih ti 2 siklus muatan tinimbang sababaraha belasan

Élmuwan ti Daegu Institute of Science and Technology (DGIST, Koréa Kidul) geus ngembangkeun hiji katoda basis silikon nu diperkirakeun tahan leuwih ti 2 siklus muatan dina sél Li-S. Sél litium-ion klasik ngagunakeun silikon murni dina anoda pikeun ngalengkepan sareng laun-laun ngagentos grafit. Silikon oksida dipaké di dieu, sarta silikon dioksida dipaké dina katoda.

Sél Li-S = litium anoda, silikon dioksida katoda jeung walirang

Sél Li-S dianggap metot alatan kapadetan énergi anu luhur, beurat, sareng biaya manufaktur anu rendah. Nanging, dugi ka ayeuna teu aya anu tiasa nyiptakeun vérsi sapertos kitu anu bakal tahan langkung ti sababaraha belasan siklus muatan. Sadayana kusabab litium polysulfides (LiPS), anu leyur dina éléktrolit nalika discharge sareng diréaksikeun sareng anoda, ngirangan kapasitasna sareng, akibatna, ngancurkeun batré.

Aya kamungkinan yén peneliti Koréa Kidul geus kapanggih solusi pikeun masalah. Gantina bahan dumasar karbon (sapertos grafit) aranjeunna dianggo dina katoda. Struktur lamellar silika mesoporus (POMS).

Struktur lamellar dipikaharti, sedengkeun mesoporositas hartina akumulasi pori-pori (rongga) dina silika anu boga ukuran rencanana, dénsitas permukaan, sarta ukuran dispersi saeutik (sumber). Ieu rada kawas lamun rutin Pierce pelat tina sababaraha jenis silikat gigireun silih pikeun nyieun ayakan.

élmuwan DGIST dipaké liang ieu pikeun deposit walirang di aranjeunna (Gambar a). Salila ngurangan, walirang leyur sarta ngabentuk litium polysulfides (LiPS) jeung litium. Ku kituna, muatan ngalir, tapi LiPS tetep trapped deukeut katoda alatan hiji faktor karbon undetermined tambahan (struktur hideung, angka b).

Nalika ngecas, LiPS ngaluarkeun litium, anu dipulangkeun ka anoda litium. Di sisi séjén, walirang asup kana silika. Henteu aya bocor LiPS kana anoda, henteu aya karusakan logam.

Batré Li-S anu diciptakeun ku cara ieu nahan kapasitas sareng stabilitas anu luhur pikeun langkung ti 2 siklus kerja. Standar pikeun sél Li-ion klasik dianggap sahenteuna 500-700 siklus operasi, sanaos kedah nambihan yén sél litium-ion anu dirawat kalayan saé tiasa tahan sababaraha rébu siklus.