Silicon-baséiert Kathoden stabiliséieren Li-S Zellen. Effekt: méi wéi 2 Opluedzyklen anstatt e puer Dosen

Wëssenschaftler vum Daegu Institut fir Wëssenschaft an Technologie (DGIST, Südkorea) hunn eng Siliziumbaséiert Kathode entwéckelt, déi erwaart gëtt méi wéi 2 Opluedzyklen an Li-S Zellen ze widderstoen. Klassesch Lithium-Ionzellen benotzen pure Silizium an den Anoden, wat d'Grafit ergänzt a graduell ersetzt. Siliziumoxid gouf hei benotzt, Siliziumdioxid gouf an der Kathode benotzt.

Li-S Zell = Lithiumanode, Silica Schwefelkathode

Li-S Zellen ginn als interessant ugesinn wéinst hirer héijer Energiedicht, Gewiicht an niddrege Produktiounskäschte. Wéi och ëmmer, keen huet et fäerdeg bruecht sou eng Versioun ze kreéieren déi méi wéi e puer Dutzend Opluedzykle widderstoen. Dëst ass wéinst Lithium-Polysulfiden (LiPS), déi sech während der Entladung am Elektrolyt opléisen a mat der Anode reagéieren, hir Kapazitéit reduzéieren an, als Resultat, d'Batterie zerstéieren.

Et ass méiglech datt südkoreanesch Fuerscher eng Léisung fir de Problem fonnt hunn. Amplaz vu Kuelestoff-baséiert Materialien (wéi Grafit) hunn se an der Kathode benotzt. lamellar Struktur vun mesoporösem Silica (POMS).

Lamellar Struktur ass verstanen, während Mesoporositéit bezitt sech op d'Akkumulation vu Poren (Huelraim) a Silica, déi eng geplangte Gréisst, Uewerflächendicht a wéineg Gréisst Dispersioun hunn (Quell). Et ass e bësse wéi reegelméisseg Placke vun e puer Silikat niewentenee piercing fir e Seif ze kreéieren.

DGIST Wëssenschaftler hunn dës Lächer benotzt fir Schwefel an hinnen ze deposéieren (Dorënner a). Wärend der Entladung léist de Schwefel sech op a bildt Lithiumpolysulfiden (LiPS) mat Lithium. Also fléisst d'Laascht awer d'LiPS bleift no bei der Kathode gefaange wéinst dem zousätzlechen ondefinéierte Kuelestofffaktor (schwaarz Struktur, Figur b).

Wärend der Ladung verëffentlecht LiPS Lithium, deen an d'Lithiumanode zréckgeet. Op der anerer Säit verwandelt de Schwefel zu Silika. Kee LiPS Leckage op d'Anode, kee Metallschued.

D'Li-S Batterie erstallt op dës Manéier hält héich Kapazitéit a Stabilitéit fir méi wéi 2 Operatiounszyklen. Op d'mannst 500-700 Operatiounszyklen ginn als Standard fir klassesch Li-Ion Zellen ugesinn, obwuel et derwäert ass ze addéieren datt gutt veraarbechte Lithium-Ionzellen e puer dausend Zyklen widderstoen.