在锂硫电池中使用棉布浪费

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章碳,研究人员讨论了开发一个灵活的电流收集器由浪费棉布与改进的电特性以及应用高性能锂硫电池(李)。

研究:浪费棉布派生灵活集电器与高性能锂硫电池的电特性进行了优化。图片来源:P5h / Shutterstock.com

背景

值得称道的能量密度的渴望能源存储设备来取代目前的锂离子电池技术近年来大幅上升。目前锂离子电池技术被认为是最可靠的可再生能源系统的来源,但是它的低能量密度不足要求下一代电子设备和电动汽车等应用程序。

因为它的无毒性,经济实用,可访问的资源,含硫电池(LSB)技术引起了科学界的兴趣的各种电化学选项。然而,固有壁垒像硫磺脆弱的电子电导率和微观结构体积变化造成的阴极电化学过程导致低效使用硫和较差的循环能力。

因为航天飞机效应来自阴极,巨大的努力已经放入LSB阴极的一面。阴极一侧的大多数lsb,铝制集电器占大多数的电极重量。因此,当前收藏家以适当的巧妙的设计特点是充分利用LSB的潜力的关键。

关于这项研究

在目前的研究中,作者提出了实用的LSB修改电特性的碳织物由废弃的棉花被适当地设置碳化温度。

团队描述碳布的使用作为一个轻量级的,灵活的三维电流收集器有一个很大的比表面积和渗透纤维网络的电子传递速度更快。碳化温度对品质的影响的碳布浪费棉布制成也被调查。

活性成分的运动通过碳布的三维分层框架主要是说明。集电器的影响参数对LSB表现广泛的调查,并形成改进界面接触衬底和活性物质,也作为体积的缓冲,是证明。此外,相应碳化温度对电阻的影响碳结构的决心。

研究人员展示了良好接触的协同效应的影响,快速电子传递的使用硫磺。此外,室内的作用交织纤维之间的空隙体积电解液吸收和缩短离子扩散途径进行了评价。

观察

速度0.1摄氏度,LSB高初始放电容量1171毫安h g¹。LSB细胞与第二层上层收集器和阴极之间的分隔符有较高的初始容量592毫安h g¹和保留81.2%的初始容量在500周期。

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碳化温度增加到1100°C时,微晶尺寸值增加。的电阻CC800Ω计算是29.20,而CC1100的阻力计算是15.85Ω。初始放电容量的745、619、563和499 mA h g¹观察与铝LSB细胞电流收集器在0.1摄氏度,0.2度、0.5度,分别和1 C率。此外,LSB的实现能力CC1100为924.0,819.2,678.4,588.0 mA h g¹。

100次后,马CC1300细胞有一个容量为922.07 h g¹,CC800的能力和CC110马被发现是574.14 h g¹马和646.96 g h¹,分别。此外,初始放电容量620毫安h g¹实现了艾尔收集器。

铝收集器的初始放电容量计算为112 mA h g^1。细胞与顶级收藏家保留容量118毫安的h g¹即使180年周期。LSB细胞的能量密度计算是355 W h公斤¹。在以更快的速度为0.5 C,上电流收集器的细胞表现出非凡的性能,具有高的初始放电容量895毫安h g¹180年之后和能力保留88.2%的周期和库仑效率的99%。

结论

总之,本研究确定了最佳温度碳化改善浪费棉布的微观结构和电子性质的低成本的前体制备的碳布。证实,降低基体的电阻是一个关键因素影响硫使用。此外,交织编织网络有足够的空格提高电解液吸收和锂离子扩散,这是一个重大的困难与典型铝电流收集器。

作者观察到,这种柔性衬底上的功能化与适当的催化剂将帮助LSB硫在大载荷表现更好。他们还认为,这个碳织物的结构鲁棒性和灵活性可以为下一代的灵活和可穿戴的能源存储设备开发。

源

乔希,。Raulo,。、Bandyopadhyay年代。,浪费棉布派生灵活集电器与高性能锂硫电池的电特性进行了优化。碳(2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622322001890

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