ความคืบหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้นำเสนอข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่เช่นยานพาหนะไฟฟ้าซึ่งต้องใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใหม่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นและราคาที่ต่ำกว่า ในหมู่พวกเขาแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายชนิดความหนาแน่นพลังงาน (2600wh\/kg) และความได้เปรียบด้านราคาสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ออกไซด์ อย่างไรก็ตามมีชุดของปัญหาในกระบวนการชาร์จและการปลดปล่อยเช่นค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีของซัลเฟอร์ธาตุ, ผลกระสวยของโพลีซัลไฟด์ระดับกลาง, การขยายตัวของปริมาตรในกระบวนการชาร์จและการปลดปล่อย ในปัจจุบันนักวิจัยได้เสนอชุดของกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับวัสดุโฮสต์ของอิเล็กโทรดบวกซัลเฟอร์เช่นการปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดบวกซัลเฟอร์ผ่านคาร์บอนที่มีรูพรุนและปรับปรุงการดูดซับ polysulfide ผ่านไนโตรเจนยาสลบ อย่างไรก็ตามผลกระทบที่ได้จากวิธีการต่าง ๆ มี จำกัด และปัญหาไม่สามารถแก้ไขได้โดยพื้นฐาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวัสดุโฮสต์อิเล็กโทรดบวกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งรวมฟังก์ชั่นต่าง ๆ ไว้ด้วยกัน
วัสดุโฮสต์คาร์บอนที่มีรูพรุนนาโนใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ได้รับการพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยปักกิ่ง
วัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ใหม่
เมื่อเร็ว ๆ นี้สถาบันการวิจัยศูนย์วิจัยศูนย์พลังงานสะอาดของศูนย์วัสดุแห่งใหม่ของเซินเจิ้น เผยให้เห็นเหตุผลของประสิทธิภาพส่องสว่างนาโนผลึกนาโน, การเปลี่ยนแปลงการดูดซับโพลีซัลไฟด์ของการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนและการเปลี่ยนแปลงของบทบาทเชิงบวกสำหรับการเตรียมวัสดุแคโทดแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดใหม่ให้รถไฟแห่งความคิด งานนี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวัสดุพลังงานขั้นสูง (2020,10 (9), 1903550, ถ้า =24. 884) วารสารที่รู้จักกันดีในสาขาวัสดุพลังงาน
ความแปลกใหม่ของงานนี้คือทีมวิจัยใช้ ZNCO-MOF ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงเพื่อดูดซับกลูโคสโมเลกุลขนาดเล็กและจากนั้นในระหว่างกระบวนการคาร์บอเนตกลูโคสจะถูกคาร์บอเนตลงในโครงสร้างคาร์บอนโครงสร้าง SP2 ในโพรง MOF เพื่อแยกโลหะโคบอลต์ ในเวลาเดียวกันปริมาณกำมะถันที่เหมาะสมสามารถเปิดใช้งาน -- 87 wt% ของวัสดุกำมะถันที่ใช้งานอยู่ในกรงคาร์บอนแทนที่จะอยู่บนพื้นผิวเพื่อให้โครงกระดูกซัลเฟอร์และคาร์บอนกรงมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง การเตรียมทีมของโคบอลต์ nanocrystal ที่มีการกระจายตัวสูงมีภาระของไนโตรเจนยาสลบของกรงคาร์บอนที่มีรูพรุนว่าซัลไฟด์ไปยังวัสดุที่ใช้งานอยู่ของซัลเฟอร์และตัวกลางที่มีผลกระทบมัลติฟังก์ชั่นรวมถึงการปรับปรุงค่าไฟฟ้า polysulfide intermediates และอื่น ๆ พวกเขาสามารถมั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์อัตราส่วนประสิทธิภาพสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
วัสดุโฮสต์คาร์บอนที่มีรูพรุนนาโนใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ได้รับการพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยปักกิ่ง
คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุขั้วบวกลิเธียม - ซัลเฟอร์ใหม่
ในเวลาเดียวกันชุดของการศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าผลึกนาโนร่วมที่กระจายตัวสูงที่ดำเนินการในโครงกระดูกไม่เพียง แต่สามารถส่งเสริมการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนและรีดอกซ์ของ polysulfide แต่ยังช่วยเพิ่มการดูดซึมของโพลีซัลไฟด์ งานนี้ให้การอ้างอิงใหม่สำหรับโลหะทรานซิชันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับ polysulfide ในแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์
งานนี้เสร็จสมบูรณ์ภายใต้คำแนะนำของ Pan Feng ผู้เขียนร่วมคนแรกของบทความนี้คือวัง Rui นักศึกษาปริญญาเอกและเพื่อนหลังปริญญาเอก Yang Jinlong และอาจารย์ Xiao Yinguo และอาจารย์ Pan Feng เป็นนักเขียนร่วมที่สอดคล้องกัน งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยโครงการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญแห่งชาติของวัสดุพันธุวิศวกรรมซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการสำคัญของมณฑลกวางตุ้งและคณะกรรมการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของเซินเจิ้น
