Las baterías de iones de litio no satisfacen las demandas de energía de dispositivos electrónicos de mayor potencia, vehículos eléctricos y redes eléctricas inteligentes. Para desarrollar baterías de mayor capacidad, los investigadores han recurrido a las baterías de azufre de litio debido a la alta capacidad teórica de azufre y la densidad de energía.
Pero todavía hay varios problemas que resolver antes de que las baterías de azufre de litio puedan aplicarse en aplicaciones prácticas, como la conductividad eléctrica intrínsecamente baja del azufre y la rápida disminución de la capacidad causada por los polisulfuros que escapan del cátodo.
El mayor problema es el efecto de desplazamiento que se produce durante el ciclo. Este efecto provoca la difusión de polisulfuros desde el cátodo, creando pérdida de capacidad. También consume una gran cantidad de litio y electrolitos frescos, y reduce el rendimiento de la batería.
Para resolver el problema del traslado y mejorar el rendimiento de la batería de azufre de litio, los autores de un artículo publicado en Materiales APL , de AIP Publishing, creó un electrodo estructurado en sándwich utilizando un material novedoso que atrapa los polisulfuros y aumenta la cinética de reacción.
ZIF-67 es un marco organometálico MOF construido a partir de iones metálicos o racimos metálicos y ligandos orgánicos. Es muy prometedor en el almacenamiento y separación de gases, catálisis y almacenamiento de energía. Los materiales derivados de MOF también son atractivos en el almacenamiento de energíadebido a su estructura robusta, superficie porosa y alta conductividad.
Un electrodo sándwich estructurado con azufre inmovilizado entre las capas PZ67, PZ67 / S / PZ67, mejora la densidad de energía práctica de la batería de azufre de litio de tres a cinco veces mayor que la de las baterías de iones de litio. El PZ67 está compuesto de polarmateriales, y el carbono poroso mostró un efecto sinérgico en la interacción química, sirvió como barrera física, ofreció una alta conductividad para prohibir el efecto de polisulfuro y mejoró el rendimiento de ciclo de las baterías.
"El PZ67 poroso no solo puede absorber los polisulfuros para formar un confinamiento, sino que también puede mejorar la cinética de la reacción real de los materiales activos durante el ciclo de la batería", dijo el autor Siwu Li. "Eso significa que también puede mejorar la descargavoltaje de la batería, y eso es una gran contribución para mejorar la densidad de energía de las baterías "
Dijo Li. El electrodo estructurado en sándwich que confina los polisulfuros solubles podría ser útil para cualquier persona que trabaje para confinar materiales solubles. Su equipo planea continuar su trabajo para ampliar el proceso de fabricación del electrodo híbrido utilizando un procedimiento de prensado en caliente.También planean abordar las inestabilidades en el lado del ánodo de las baterías de azufre de litio, posiblemente agregando una capa protectora.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :