Nikkel ferriit soodustab liitium-väävli aku võimsust ja tsükli stabiilsust

NIKKEL- 1 CONTRE 1 (Juuli 2019).

Anonim

Liitium-väävli (Li-S) aku võib osutuda praktilisemaks, kui saavutada 20 protsenti teoreetilisest energiataskusest (2600 Wh / kg või 2800 Wh / L). Uurijad soovivad lähitulevikus saavutada energia tihedus 500 Wh / kg.

Nankai ülikooli Xue-Ping Gao ütleb: "Praegu ei ole mahuline energia tihedus 500 Wh / L rahul, kuid seda juba palju aastaid tagasi realiseeriti kaubanduslikes liitium-ioonpatareides (LIB-d). Madala ruumilise energia tihedus praktiline Li-S aku kitsaskoht. "

Põhimõtteliselt on väävel madalam tihedus kui üleminekmetallide oksiidid kui katoodid LIB-is. Veelgi hullem on elektrokeemiliste omaduste parandamiseks väävel tavaliselt sunnitud kandma erinevaid kergekaalulisi süsinikuettevõtteid, mille tulemuseks on väävlipõhiste komposiitide väiksem mahuline võimsus ja õõnestades Li-S aku mahtuvusenergia tihedust.

Võrreldes süsinikmaterjalidega ei paku raskmetallide oksiidid mitte ainult polüsulfiidide head adsorptsioonivõimet, et vältida süstikudefekti, vaid aitavad ka suure tihedusega tihedusega väävipõhiseid komposiite saada. Gao ütleb: "Selle põhjal töötati välja nikeldatud ferriidist (NiFe 2 O 4) poorsed õõnsad 1-D nanofiibrid elektrifitseerimistehnoloogia abil. Niinimetatud NiFe2O4 nanofiibreid kasutati siin kui uut väävli kogust, et suurendada väävlipõhiste komposiitide mahtvõimsus. "

Gao kirjeldab oma katset: "Esiteks, polüsulfiidi adsorptsiooni test näitab tugevat kemosorptsiooni lahustuvate polüsulfiidide poolt NiFe2O4 abil." Nii Li2S8 stabiilset adsorptsiooni geomeetriat kui ka adsorptsiooni energiat NiFe2O4 (111) tasapinnal kinnitavad tiheduse funktsionaalse teooria (DFT) arvutus süsiniku nanotorude (CNT) järgi.

Selle tulemusel annab S / NiFe 2 O 4 komposiit esialgse tühjendusmahtu 963, 6 mAh / g ja hea tsükli stabiilsuse. "Pealegi näitab S / NiFe2O4 komposiit peaaegu 2 korda kõrgemat kõrgemat mahtuvusvõimsust kui S / CNT komposiit. Üllatusena pole S / NiFe2O4 komposiit palju suuremat puutetihedust kui S / CNT komposiit, " ta ütles.

Lisaks on uuritud ka teisi metalli ferriite MFe2O4 (M =Co, Mg, Zn) kui väävli polaarseid peremeesorganisatsioone ning tulemused kinnitavad metallfriitide paremust väävlipõhiste komposiitide valmistamisel suure gravimeetrilise / mahulise võimsusega Li-S patareide võimalikuks rakendamiseks suure gravimeetrilise / mahulise energia tihedusega.

menu
menu