22:02 2023-01-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Elucidarea comportamentului de descompunere a electroliților în bateriile cu litiu-sulf în stare solidă
_ Elucidarea comportamentului de descompunere a electroliților în baterii cu litiu-sulf cu stare solidă
Un grup de cercetare al Departamentului de Inginerie Electrică și Electronică a Informației de la Universitatea de Tehnologie Toyohashi — format din Hirotada Gamo, student la doctorat; Kazuhiro Hikima, asistent universitar; și Atsunori Matsuda, profesor — a elucidat comportamentul de descompunere a electroliților din compozitele catodice ale bateriilor cu litiu-sulf în stare solidă (ASSLSB).
S-a descoperit că electroliții solizi de sulfură din catodul ASSLSB compozitele au fost transformate în tiofosfați cu sulf reticulat cu lanț lung prin ciclul de încărcare și descărcare. Acești produse de descompunere guvernează performanța generală a bateriei ASSLSB-urilor. Studiul a fost publicat în revista Chemistry of Materials.
În prezent, piața vehiculelor electrice (EV) se extinde și, prin urmare, necesită dezvoltarea unor baterii de stocare la bord mai bune. Se așteaptă ca ASSLSB să devină baterii de înaltă generație cu densitate energetică, datorită utilizării materialelor active catodice de mare capacitate, cum ar fi sulful (S) și sulfura de litiu (Li2S).
Pentru a asigura că ASSLSB oferă performanțe optime, căi robuste de conducție ionică și electronică trebuie stabilite în compozitele catodice, care sunt compuse din materiale active catodice cu electroliți solizi sulfurați și un agent conductor (material de carbon).
Cu toate acestea, baterie. performanța este în prezent limitată din cauza căilor de conducere ionică insuficiente furnizate de electroliții solizi sulfurați din compozitul catodic. De asemenea, electroliții solizi sulfurați provoacă descompunerea oxidativă în cadrul tensiunii de funcționare a ASSLSB. Descompunerea excesivă a electroliților solizi duce la pierderea căilor de conducție ionică în interiorul catozilor și, prin urmare, la o capacitate degradată.
De aceea, este important să înțelegem comportamentul de descompunere a electroliților solizi sulfurați din compozitele catodice pentru a îmbunătăți Performanța ASSLSB. Conform rapoartelor anterioare, electroliții solizi sulfurați sunt transformați în produși de descompunere redox-activi după descompunerea prin oxidare, care prezintă reacții redox reversibile. Cu toate acestea, modul în care electroliții sulfurați solizi se descompun în ASSLSB-uri rămâne neclar.
În consecință, echipa de cercetare a folosit frezarea cu bile planetară pentru a amesteca Li2S ca material activ catod, Li3PS4 ca electrolit solid sulfurat și material de carbon pentru a fabrica compozit catodic; pe care au efectuat apoi măsurători electrochimice și spectroscopie Raman și au analizat modul în care electrolitul din compozitul catodic al ASSLSB-urilor s-a descompus în timpul încărcării și descărcării.
Măsurătorile electrochimice de bază au arătat că reacțiile redox din ASSLSB includ descompunerea oxidativă a Li3PS4 și reacțiile redox ale produșilor săi de descompunere, precum și reacțiile redox ale materialelor active catodice.
După repetarea prelungită a acestor cicluri, materialele active catodice și-au pierdut activitatea electrochimică și numai reacțiile redox ale Li3PS4 produsele de descompunere au rămas evidente. Acest lucru demonstrează că performanța pe termen lung a ASSLSB-urilor este guvernată de activitatea redox electrochimică a produselor de descompunere Li3PS4.
Spectroscopia Raman pe compozitul catod după 20 de cicluri a evidențiat un vârf derivat dintr-o legătură S-S. Aceste experimente au demonstrat că materialele active catodice reacționează cu electroliții solizi sulfurați din ASSLSB-uri în timpul ciclului de încărcare și descărcare pentru a forma tiofosfați cu sulf reticulat cu lanț lung.
Comentarii:
Adauga Comentariu