فوم نیکل عملکرد باتری های لیتیوم سولفور را بهبود می بخشد

به گفته FT.com، محققان دانشگاه شانتو و موسسه فناوری پکن نوع جدیدی از فوم مبتنی بر نیکل را توسعه داده‌اند که برای کاهش اثر شاتل، افزایش حجم و دیگر مشکلاتی که باتری‌های لیتیوم-گوگردی را تهدید می‌کند، طراحی شده است. Lv Fushen، نویسنده ارشد این مطالعه که این راه حل را ارائه کرده است، در بیانیه ای رسانه ای گفت: «توسعه پررونق خودروهای الکتریکی نیازمند فناوری های ذخیره انرژی نسل بعدی با چگالی انرژی بالا، هزینه کم و عمر طولانی است. باتری‌های لیتیوم-گوگرد به دلیل چگالی انرژی فوق‌العاده بالا و ظرفیت نظری زیاد، سیستم ذخیره‌سازی انرژی امیدوارکننده‌ای در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، آنها به دلیل هدایت الکترونیکی ضعیف گوگرد، تغییرات حجم کاتد و اثر شاتل محدود می‌شوند. لو توضیح داد که تبدیل پلی سولفیدها در طول شارژ و تخلیه یک انتقال چند فازی پیچیده است. عملکرد این یکی از عیوب اصلی است که به طور جدی مانع تجاری سازی در مقیاس بزرگ باتری های لیتیوم سولفور می شود.
کاتد مؤثر «در حال حاضر، موانع باتری‌های لیتیومی عمدتاً با طراحی الکترودها و الکترولیت‌ها برطرف می‌شوند. به منظور افزایش ظرفیت جذب پلی سولفید لیتیوم و افزایش تولید گوگرد فعال در هنگام شارژ و تخلیه، الکترودها معمولاً از لایه‌های متخلخل با فعالیت کاتالیزوری بالا تشکیل شده‌اند. به گفته لو، تعدادی از نانوذرات اکسید فلز یا هیبریدهای آلی- معدنی برای تثبیت پلی سولفیدهای لیتیوم و تسهیل جذب و تبدیل آنها استفاده شده است. با این حال، این مواد سینتیک اکسیداسیون و کاهش آهسته را در باتری‌های لیتیومی با گوگرد بالا نشان می‌دهند که در لایه میانی تجمع می‌یابند. به نظر وی، ترکیب مواد کربنی با مواد عاملی غیرآلی به نظر می‌رسد یک استراتژی مناسب برای به دست آوردن کاتدهای کارآمد باشد. با این حال، ترکیب کاتالیزوری معمولاً توسط یک لایه میانی پوشانده می‌شود که تبدیل پلی سولفیدها را کاهش می‌دهد و منجر به شکست نهایی در دستیابی به هم افزایی بین دو عملکرد می‌شود. "در سال های اخیر، کاتدهای باتری لیتیوم-گوگرد با خواص جذب شیمیایی پلی سولفید عالی و راندمان کاتالیزوری بالا به شدت مورد بررسی قرار گرفته اند. یافتن یک استراتژی مناسب برای ادغام چندین عملکرد مربوطه برای تسریع تبدیل پلی سولفید همچنان یک مسئله مبرم است."
محقق فوم نیکل گفت که پیشنهاد او شامل رشد HsGDY سه بعدی یا گرافین جایگزین شده با هیدروژن، یک ایزوتوپ کربن جدید با ساختار مسطح و خواص منحصر به فرد، لایه لایه روی فوم نیکل با واکنش جفت متقاطع لیزری به لنگر MoS2/Ni3S2 و افزایش رسانایی الکتریکی است. از مواد حاوی گوگرد او گفت: "چارچوب 3D HsGDY قادر است به سرعت پلی سولفید لیتیوم را جذب کند، در حالی که Ni3S2/MoS2 به عنوان مرکز واکنش با مقاومت انتقال بار کم عمل می کند." لو نتیجه گرفت که الکترودهای مبتنی بر نیکل{11}d hsgdy عملکرد بالایی در باتری‌های لیتیوم-گوگرد با ظرفیت ویژه و پایداری طولانی مدت در چگالی جریان بالا نشان می‌دهند. بنابراین، دوپینگ HsGDY در کاتد می‌تواند جذب و تبدیل پلی سولفید لیتیوم در الکترولیت را تقویت کند و ایده جدیدی برای به دست آوردن باتری‌های لیتیوم گوگرد با چگالی انرژی بالا ارائه دهد. لیو گفت: "باتری های لیتیوم یونی برای دهه ها تجاری شده اند. چگالی انرژی آنها در چند سال گذشته اندکی افزایش یافته است، اگرچه تلاش های تحقیقاتی زیادی انجام شده است." "تحقیق در مورد باتری های hsgdyli - s هنوز در مراحل اولیه است و تحقیقات زیادی برای دستیابی به کاربردهای عملی مورد نیاز است."
[منبع - CKNews.com]