Ang mga silicone cathodes ay nagpapatatag ng mga selulang Li-S. Epekto: higit sa 2 cycle ng pag-charge sa halip na ilang dosena
Ang mga siyentipiko mula sa Daegu Institute of Science and Technology (DGIST, South Korea) ay nakabuo ng isang silicon-based na cathode na inaasahang makatiis ng higit sa 2 cycle ng pagsingil sa mga cell ng Li-S. Ang mga klasikong lithium-ion na cell ay gumagamit ng purong silikon sa mga anod upang umakma at unti-unting palitan ang grapayt. Silicon oxide ang ginamit dito, at silicon dioxide ang ginamit sa cathode.
Li-S cell = lithium anode, silicon dioxide cathode na may sulfur
Ang mga cell ng Li-S ay itinuturing na kawili-wili dahil sa kanilang mataas na density ng enerhiya, timbang at mababang gastos sa pagmamanupaktura. Gayunpaman, wala pang nakakagawa ng bersyon na makatiis ng higit sa ilang dosenang mga cycle ng pagsingil. Ang lahat ay dahil sa lithium polysulfides (LiPS), na natutunaw sa electrolyte sa panahon ng paglabas at tumutugon sa anode, binabawasan ang kapasidad nito at, bilang isang resulta, sinisira ang baterya.
Posibleng nakahanap ng solusyon ang mga mananaliksik sa South Korea sa problema. Sa halip na carbon-based na materyales (tulad ng graphite), ginamit nila ang cathode. lamellar na istraktura ng mesoporous silica (POMS).
Ang istraktura ng lamellar ay nauunawaan, habang ang mesoporosity ay tumutukoy sa akumulasyon ng mga pores (cavities) sa silica na may target na laki, area density at maliit na sukat ng dispersion (source). Ito ay medyo tulad ng kung regular kang sumundot sa mga katabing plato ng ilang uri ng silicate upang makagawa ng isang salaan.
Ginamit ng mga siyentipiko ng DGIST ang mga butas na ito upang magdeposito ng asupre sa mga ito (Figure a). Sa panahon ng discharge, ang sulfur ay natutunaw at bumubuo ng lithium polysulfides (LiPS) na may lithium. Kaya, ang singil ay dumadaloy, ngunit ang LiPS ay nananatiling nakulong malapit sa cathode dahil sa karagdagang hindi natukoy na carbon factor (itim na istraktura, figure b).
Habang nagcha-charge, naglalabas ang LiPS ng lithium, na ibinabalik sa lithium anode. Sa kabilang banda, ang asupre ay na-convert sa silica. Walang pagtagas ng LiPS sa anode, walang pinsala sa metal.
Ang bateryang Li-S na nilikha sa ganitong paraan ay nagpapanatili ng mataas na kapasidad at katatagan para sa higit sa 2 working cycle. Hindi bababa sa 500-700 na mga cycle ng operasyon ang itinuturing na pamantayan para sa mga klasikong Li-ion na mga cell, bagama't dapat itong idagdag na ang mahusay na naprosesong mga lithium-ion na mga cell ay maaaring makatiis ng ilang libong mga cycle.
Ito ay maaaring interesado ka:
