eCAR » Информация » Использование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторов

Использование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторов


Использование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторовИспользование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторов

Литий-ионные батареи в нынешнее время получили широкое распространение. Каждый дом, офис укомплектован разного рода портативными устройствами использующими данный источник энергии. Но несмотря на это, учитывая рост производительности за последние время, литий-ионные батареи не могут в полной мере могут выполнять задачи обеспечения питанием новых поколений электрических транспортных средств.

Суть проблемы заключается в материале, из которого изготовлены катоды батарей. Удельная мощность анода изготовленного на основе графита составляет 370 мА*Ч/г, на основе кремния 4200 мА*Ч/г, тогда как удельная мощность литий-железо-сульфидного катода составляет 170 мА*Ч/г, а катода изготовленого с использованием слоистых оксидов только 150 мА*Ч/г.

Использование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторовСледовательно, чтобы получить большую производительность, необходимо улучшить удельную мощность катода, сберегая при этом остальные характеристики батареи, такие как энергетическая эффективность и хороший жизненный цикл.

Хайлин Вонг(Hailiang Wang) и его команда из Стэндфордского университета, объявили, что они продвинулись к этой цели, используя серу в качестве материала катода. Сера имеет удельную мощность 1672 мА*Ч/г, поэтому этот обладает хорошим потенциалом для исследований в данной сфере. Естественно не обошлось и без проблематических вопросов. К их числу относится и то, что сера является плохим проводником. К тому же полисульфиды склонны растворяться и смываться во многих электролитах, а сера склонна к разбуханию во время цикла разрядки, что в результате приводит к ее крошению.

Но Вонг заявил, что данная проблема в значительной степени решена созданием субмикронных серных частиц покрытых полиэтиленгликолем. Это убережет полисульфиды и предотвратит их смывание. Далее покрытые полиэтиленгликолем частицы серы помещаются в "графенную клетку" (графен - модификация углерода), обеспечивающую  электропроводимость частиц и их удерживание, так как время полного цикла зарядки частицы серы изменяются в размере.

Результатом является катод, сохраняющий удельную мощность выше 600 мА*Ч/г на более чем 100 циклов перезарядки. Такой катод обеспечит создание литий-ионных аккумуляторов с удельной мощностью превышающей все известные на данный момент.

Использование частиц серы в графене как способ повышения производительности li-ion аккумуляторовВпереди еще много работы. Как видно на рисунке, после 100 циклов перезарядки, удельная мощность падает на 15 процентов. Поэтому последующая работа по увеличению циклов перезарядки, одним из пунктов, будет подразумевать оптимизацию материала.

Следующим шагом станет создание литий-ионных аккумуляторов с использованием данных катодных компонентов. Для осуществления этого, Вонг и его единомышленники планируют в паре использовать анод на основе кремния. Если это им удастся, то
Внимание! Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.