Цахиурт суурилсан катодууд нь Li-S эсийг тогтворжуулдаг. Үр нөлөө: хэдэн арван биш харин 2-оос дээш цэнэгийн мөчлөг

Дэгү хотын Шинжлэх ухаан, технологийн хүрээлэнгийн (Өмнөд Солонгос, DGIST) эрдэмтэд Li-S эсийн 2-оос дээш цэнэгийн циклийг тэсвэрлэх чадвартай цахиурт суурилсан катод бүтээжээ. Сонгодог лити-ион эсүүд нь бал чулууг нөхөж, аажмаар орлуулахын тулд анод дахь цэвэр цахиурыг ашигладаг. Энд цахиурын исэл, катодод цахиурын давхар исэл ашигласан.

Li-S эс = литийн анод, хүхэртэй цахиурын давхар исэл катод

Li-S эсүүд нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, жин, үйлдвэрлэлийн өртөг багатай тул сонирхолтой гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч хэн ч хэдэн арван цэнэглэх циклийг тэсвэрлэх хувилбарыг бүтээж чадаагүй байна. Энэ бүхэн нь цэнэгийн үед электролитэд уусч, анодтой урвалд ордог лити полисульфидүүд (LiPS) -ийн хүчин чадлыг бууруулж, улмаар зайг устгадаг.

Өмнөд Солонгосын судлаачид асуудлыг шийдэх гарцыг олсон байх магадлалтай. Нүүрстөрөгч дээр суурилсан материалын (графит гэх мэт) оронд тэд катодыг ашигласан. Мезосүвэрхэг цахиурын давхаргын бүтэц (POMS).

Давхаргын бүтэц нь ойлгомжтой, харин мезопороз гэдэг нь зорилтот хэмжээ, талбайн нягтрал, жижиг хэмжээний тархалт (эх сурвалж) бүхий цахиурт нүх сүв (хөндий) хуримтлагдахыг хэлдэг. Энэ нь шигшүүр хийхийн тулд ямар нэгэн төрлийн силикаттай зэргэлдээх хавтангуудыг тогтмол цоолж байхтай адил юм.

DGIST-ийн эрдэмтэд эдгээр нүхэнд хүхрийг хуримтлуулахын тулд ашигласан (Зураг a). Цутгах явцад хүхэр уусч, литийн хамт литийн полисульфид (LiPS) үүсгэдэг. Тиймээс цэнэг урсах боловч нэмэлт тодорхойгүй нүүрстөрөгчийн хүчин зүйлийн улмаас LiPS нь катодын ойролцоо баригдсан хэвээр байна (хар бүтэц, зураг b).

Цэнэглэх явцад LiPS нь литийг ялгаруулж, литийн анод руу буцдаг. Нөгөөтэйгүүр хүхэр нь цахиур болж хувирдаг. Анод руу LiPS гоожихгүй, металл гэмтэлгүй.

Ийм аргаар бүтээгдсэн Li-S батерей нь 2-оос дээш мөчлөгийн турш өндөр хүчин чадал, тогтвортой байдлыг хадгалж байдаг. Сонгодог ли-ион эсүүдийн хувьд дор хаяж 500-700 мөчлөгийн үйл ажиллагааны стандарт гэж тооцогддог боловч сайн боловсруулсан лити-ион эсүүд хэдэн мянган циклийг тэсвэрлэх чадвартай гэдгийг нэмж хэлэх хэрэгтэй.