Katodi bbażati fuq is-silikon jistabbilizzaw iċ-ċelloli Li-S. Effett: aktar minn 2 ċikli ta 'ċarġ minflok diversi tużżani

Ix-xjentisti mill-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta 'Daegu (DGIST, Korea t'Isfel) żviluppaw katodu bbażat fuq is-silikon li huwa mistenni li jiflaħ għal aktar minn 2 ċikli ta' ħlas fiċ-ċelloli Li-S. Ċelloli tal-jone tal-litju klassiċi jużaw silikon pur fl-anodi biex jikkumplimentaw u gradwalment jissostitwixxu l-grafita. L-ossidu tas-silikon intuża hawn, u d-dijossidu tas-silikon intuża fil-katodu.

Ċellula Li-S = anodu tal-litju, katodu tad-dijossidu tas-silikon bil-kubrit

Iċ-ċelloli Li-S huma kkunsidrati interessanti minħabba d-densità għolja tal-enerġija, il-piż u l-ispiża tal-manifattura baxxa tagħhom. Madankollu, ħadd għadu ma rnexxielu joħloq verżjoni li tiflaħ għal aktar minn diversi għexieren ta 'ċikli ta' ċċarġjar. Kollox minħabba lithium polysulfides (LiPS), li jinħall fl-elettrolit waqt il-ħruġ u jirreaġixxu ma 'l-anodu, inaqqsu l-kapaċità tiegħu u, bħala riżultat, jeqirdu l-batterija.

Huwa possibbli li riċerkaturi tal-Korea t'Isfel sabu soluzzjoni għall-problema. Minflok materjali bbażati fuq il-karbonju (bħal grafita), użaw il-katodu. struttura lamellari tas-silika mesoporuża (POMS).

L-istruttura lamellari tinftiehem, filwaqt li l-mesoporożità tirreferi għall-akkumulazzjoni ta 'pori (kavitajiet) fis-silika li għandhom daqs fil-mira, densità taż-żona u dispersjoni ta' daqs żgħir (sors). Dan huwa daqsxejn bħal tpoġġi minn pjanċi ħdejn xulxin ta 'xi tip ta' silikat fuq bażi regolari biex tagħmel għarbiel.

Ix-xjentisti tad-DGIST użaw dawn it-toqob biex jiddepożitaw il-kubrit fihom (Figura a). Matul il-ħruġ, il-kubrit jinħall u jifforma polisulfidi tal-litju (LiPS) bil-litju. Għalhekk, iċ-ċarġ jiċċirkola, iżda l-LiPS jibqa 'maqbud ħdejn il-katodu minħabba l-fattur addizzjonali tal-karbonju mhux definit (struttura sewda, figura b).

Waqt l-iċċarġjar, LiPS jirrilaxxa litju, li jiġi rritornat lill-anodu tal-litju. Min-naħa l-oħra, il-kubrit jiġi kkonvertit f'silika. L-ebda tnixxija LiPS għall-anodu, l-ebda ħsara tal-metall.

Il-batterija Li-S maħluqa b'dan il-mod iżżomm kapaċità għolja u stabbiltà għal aktar minn 2 ċikli ta 'ħidma. Mill-inqas 500-700 ċiklu ta 'tħaddim huma kkunsidrati bħala standard għal ċelluli klassiċi tal-jone tal-litju, għalkemm għandu jiżdied li ċ-ċelloli tal-jone tal-litju pproċessati tajjeb jistgħu jifilħu diversi eluf ta' ċikli.