Figura 1. Material de carbono / azufre sin recubrimiento (b) Material de carbono / azufre perfectamente envuelto (antes del ensamblaje de la batería) (c) Carbono defectuoso / Material de azufre (antes del ensamblaje de la celda). (D) Material de carbono / azufre in situ.
Figura 2. (a) Diagrama de flujo del paquete in situ. (B) Material de carbono / azufre no recubierto, (c) Material de carbono / azufre defectuoso en el paquete y (d) TEM in situ Fig. (E) Diagrama de rendimiento de ciclo largo de materiales de carbono / azufre envueltos in situ in situ.
Con el desarrollo de la sociedad y la tecnología, la demanda humana de tecnología de almacenamiento de energía electroquímica está aumentando día a día, los investigadores están buscando la próxima generación de baterías secundarias con mayor energía específica. La batería de azufre Litio utiliza azufre como material activo del cátodo, basado en azufre La reacción electroquímica reversible con litio para lograr el almacenamiento y la liberación de energía, la relación de masa teórica de energía de hasta 2600 Wh / kg, actualmente es de 3 a 5 veces la batería de iones de litio que se utilizará en baterías de alimentación, dispositivos electrónicos portátiles, etc. Sin embargo, el problema de la corta vida de ciclo causada por el efecto de transporte de polisulfuro dentro limitará su aplicación práctica en el futuro.
Recientemente, los investigadores Suzhou Instituto de Tecnología de Nano y Nano-Bionics, Academia China de Chen Li Yiwei, el grupo de investigación ha logrado nuevos avances en el estudio de litio-azufre material del cátodo de la batería. Los investigadores demostraron la nueva estrategia que es diferente del material del cátodo de azufre convencional envuelta. General recubrimiento de una estrategia es preparar una capa de revestimiento exterior de partículas de material de electrodo positivo de azufre, este material se prepara a continuación, con un electrodo positivo y una batería se ensambla con el electrolito es difícil de superar la contradicción existe una estrategia de recubrimiento convencional: Si las partículas de material se reúnen antes de que la batería se ha cubierto con una capa de revestimiento perfecto, la solución de electrolito será difícil difundir en el material interior, provocando de esta manera el interior del azufre no pueden participar en el proceso de carga y descarga, si el material de recubrimiento intermedio no es perfecto, entonces el proceso de carga-descarga más sulfuro difundido desde el material de electrodo positivo va a salir, haciendo que el efecto de transporte. en este nuevo trabajo, los investigadores previamente cultivadas imperfecciones capa sobre carbono / azufre capa de pre-recubrimiento de las partículas de material compuesto (material de agujero preparación que contiene Completado), el electrodo positivo preparado a partir de este material y el electrolito que contiene un aditivo especial juntos en una batería en la infiltración de electrolitos de carbono / Mientras tanto las partículas, el aditivo reaccionará con la capa prerrevestida, formando de este modo una capa de revestimiento exterior denso en partículas situ.
Esta estrategia evita las desventajas de recubrimiento in situ de medios convencionales, no sólo para lograr la infiltración del material de electrolito, limitando al mismo tiempo la difusión de polisulfuros. Los resultados muestran que la nueva política recubierto batería de litio-azufre Coulomb La eficiencia y el ciclo de vida se mejoran significativamente. Las baterías ensambladas exhiben una excelente estabilidad cíclica a altas velocidades de descarga, ciclando 1000 ciclos a una densidad de corriente de 1 C, con una tasa de disminución de capacidad de solo 0.03% por ciclo. Los resultados relevantes se han publicado en Nature Communications (8,479,2017).
Este trabajo ha sido apoyado por los proyectos estratégicos de ciencia y tecnología piloto de la Academia de Ciencias de China, los programas clave de investigación y desarrollo del Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
