Kísil-undirstaða bakskaut koma á stöðugleika í Li-S frumum. Áhrif: meira en 2 hleðslulotur í stað nokkurra tugi
Vísindamenn frá Daegu Institute of Science and Technology (DGIST, Suður-Kóreu) hafa þróað bakskaut sem byggir á sílikon sem er gert ráð fyrir að þoli meira en 2 hleðslulotur í Li-S frumum. Klassískar litíumjónafrumur nota hreint sílikon í skautunum til að bæta grafítið og koma smám saman í staðinn. Hér var notað kísiloxíð og kísildíoxíð notað í bakskautið.
Li-S fruma = litíum rafskaut, kísildíoxíð bakskaut með brennisteini
Li-S frumur eru taldar áhugaverðar vegna mikillar orkuþéttleika, þyngdar og lágs framleiðslukostnaðar. Hins vegar hefur engum tekist að búa til útgáfu sem myndi standast meira en nokkra tugi hleðslulota. Allt vegna litíumpólýsúlfíða (LiPS), sem leysast upp í raflausninni við losun og hvarfast við rafskautið, draga úr getu þess og þar af leiðandi eyðileggja rafhlöðuna.
Hugsanlegt er að suður-kóreskir vísindamenn hafi fundið lausn á vandanum. Í staðinn fyrir efni sem byggir á kolefni (eins og grafít) notuðu þeir bakskautið. lamellar uppbygging mesoporous kísils (POMS).
Lamellar uppbyggingin er skiljanleg, en mesoporosity vísar til uppsöfnunar svitahola (hola) í kísil sem hafa fyrirhugaða stærð, flatarmálsþéttleika og litla dreifingu (uppspretta). Það er svolítið eins og ef þú potar reglulega í aðliggjandi plötur af einhvers konar silíkati til að búa til sigti.
DGIST vísindamenn notuðu þessar holur til að setja brennisteini í þær (mynd a). Við losun leysist brennisteinn upp og myndar litíumpólýsúlfíð (LiPS) með litíum. Þannig flæðir hleðslan, en LiPS er enn föst nálægt bakskautinu vegna viðbótar óskilgreinds kolefnisþáttar (svört uppbygging, mynd b).
Meðan á hleðslu stendur losar LiPS litíum sem skilar sér í litíumskautið. Aftur á móti er brennisteini breytt í kísil. Enginn LiPS leki að skautinu, engin málmskemmdir.
Li-S rafhlaðan sem er búin til á þennan hátt heldur mikilli getu og stöðugleika í meira en 2 vinnulotur. Að minnsta kosti 500-700 aðgerðalotur eru taldar staðlaðar fyrir klassískar Li-ion frumur, þó það ætti að bæta við að vel unnar litíum-ion frumur þola nokkur þúsund lotur.
Þetta gæti haft áhuga á þér:
