ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ການອອກແບບ Cathode ໃImp່ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງແບັດເຕີຣີລຸ້ນຕໍ່ໄປ

2021-06-16
ຫົວຂໍ້:
ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, ພະລັງງານ, ເທັກໂນໂລຍີນາໂນ
ໂດຍມະຫາວິທະຍາໄລຮ່ອງກົງວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຍີວັນທີ 26 ທັນວາ 2020



ການແກ້ໄຂທັງinົດໃນ ໜຶ່ງ ອັນສໍາລັບຍຸດທະສາດການອອກແບບຂອງເຈົ້າພາບ macroporous ກັບສະຖານທີ່ຜູກມັດສອງຈຸດ. ສິນເຊື່ອ: HKUST

ທີມງານນໍາໂດຍ Cheong Ying Chan ອາຈານວິສະວະກໍາແລະສິ່ງແວດລ້ອມສາດສະດາຈານ ZHAO Tianshou, ປະທານສາດສະດາຈານດ້ານວິສະວະກໍາເຄື່ອງກົນແລະຍານອະວະກາດແລະຜູ້ອໍານວຍການສະຖາບັນພະລັງງານ HKUST, ໄດ້ສະ ເໜີ ແນວຄວາມຄິດການອອກແບບ cathode ອັນໃnovel່ສໍາລັບແບັດເຕີຣີລິທຽມâ Li € S S. ທີ່ມີການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງແບັດເຕີຣີລຸ້ນຕໍ່ໄປທີ່ມີຄວາມຫວັງດີ.

batteriesໍ້ໄຟLi†S ໄດ້ຖືກຖືວ່າເປັນທາງເລືອກທີ່ ໜ້າ ສົນໃຈ ສຳ ລັບແບັດເຕີຣີ lithium-ion (Li-ion) ທີ່ຖືກ ນຳ ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນໂທລະສັບສະຫຼາດ, ພາຫະນະໄຟຟ້າແລະ drones. ເຂົາເຈົ້າເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານສູງຂອງເຂົາເຈົ້າໃນຂະນະທີ່ອົງປະກອບຫຼັກຂອງມັນ, ຊູນຟູຣິກ, ມີຄວາມອຸດົມສົມບູນ, ເບົາ, ລາຄາຖືກ, ແລະເປັນມິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.

batteriesໍ້ໄຟLi†S ສາມາດໃຫ້ຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານຫຼາຍກວ່າ 500 Wh/kg, ດີກ່ວາແບັດເຕີຣີ Li-ion ທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ເຖິງ 300 Wh/kg. ຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າmeansາຍຄວາມວ່າໄລຍະການຂັບຂີ່ປະມານ 400 ກິໂລແມັດຂອງພາຫະນະໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຈາກແບັດເຕີຣີ Li-ion ສາມາດຂະຫຍາຍອອກໄປໄດ້ຫຼາຍເຖິງ 600-800 ກິໂລແມັດຖ້າໃຊ້ໂດຍແບັດເຕີຣີLi†S.

ໃນຂະນະທີ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ ໜ້າ ຕື່ນເຕັ້ນກ່ຽວກັບbatteriesໍ້ໄຟLi†S ໄດ້ບັນລຸຜົນໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າໃນທົ່ວໂລກ, ມັນຍັງມີຊ່ອງຫວ່າງອັນໃຫຍ່ລະຫວ່າງການຄົ້ນຄວ້າທົດລອງແລະການຄ້າເຕັກໂນໂລຍີໃນລະດັບອຸດສາຫະກໍາ. ບັນຫາຫຼັກອັນ ໜຶ່ງ ແມ່ນຜົນກະທົບຂອງລົດຮັບສົ່ງ polysulfide ຂອງແບັດເຕີຣີ Li-S ທີ່ກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມຮົ່ວໄຫຼຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຈາກ cathode ແລະການກັດກ່ອນຂອງ lithium, ສົ່ງຜົນໃຫ້ວົງຈອນຊີວິດສັ້ນ ສຳ ລັບແບັດເຕີຣີ. ສິ່ງທ້າທາຍອື່ນ include ລວມມີການຫຼຸດປະລິມານຂອງ electrolyte ຢູ່ໃນແບັດເຕີຣີໃນຂະນະທີ່ຮັກສາປະສິດທິພາບຂອງແບັດເຕີຣີໃຫ້stableັ້ນຄົງ.

ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານີ້, ທີມງານຂອງສາດສະດາຈານZhaoâໄດ້ຮ່ວມມືກັບນັກຄົ້ນຄວ້າສາກົນເພື່ອສະ ເໜີ ແນວຄວາມຄິດການອອກແບບ cathode ທີ່ສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບການສາກແບັດເຕີຣີLi†S ໄດ້ດີ.

ເຈົ້າພາບ macroporous ທີ່ມີຄວາມມຸ່ງຫວັງສູງສາມາດຮອງຮັບກໍາມະຖັນໄດ້ຢ່າງເປັນເອກະພາບໃນຂະນະທີ່ສະຖານທີ່ເຄື່ອນໄຫວທີ່ອຸດົມສົມບູນຖືກinsideັງຢູ່ພາຍໃນເຈົ້າພາບເພື່ອດູດຊຶມ polysulfide ຢ່າງ ແໜ້ນ ໜາ, ກໍາຈັດຜົນກະທົບຂອງລົດຮັບສົ່ງແລະການກັດກ່ອນຂອງໂລຫະ lithium. ໂດຍການສະ ເໜີ ຫຼັກການອອກແບບສໍາລັບແຄວຊຽມກໍາມະຖັນໃນແບັດເຕີຣີLi– S, ທີມງານຮ່ວມໄດ້ເພີ່ມຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ພະລັງງານຂອງແບັດເຕີຣີແລະເຮັດໃຫ້ມີບາດກ້າວອັນໃຫຍ່ໄປສູ່ການຫັນເປັນອຸດສາຫະກໍາຂອງແບັດເຕີຣີ.

ສາດສະດາຈານ Zhao ກ່າວວ່າ "ພວກເຮົາຍັງຢູ່ໃນພາກກາງຂອງການຄົ້ນຄວ້າພື້ນຖານໃນດ້ານນີ້." ever ever ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ແນວຄວາມຄິດການອອກແບບໄຟຟ້າໃnovel່ຂອງພວກເຮົາແລະຄວາມກ້າວ ໜ້າ ໃນການປະຕິບັດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງເປັນຕົວແທນໃຫ້ກັບບາດກ້າວອັນໃຫຍ່ໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ແບັດເຕີຣີລຸ້ນໃpractical່ທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະທົນທານກວ່າແບັດເຕີຣີລິທຽມ-ໄອອອນຂອງມື້ນີ້. ຂ

ວຽກງານການຄົ້ນຄວ້າຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກຕີພິມເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້ຢູ່ໃນເທັກໂນໂລຍີ ທຳ ມະຊາດນາໂນ.

ອ້າງອິງ: ຂະ A ສູງພະລັງງານແລະໄລຍະຍາວ, ວົງຈອນການສັບມືຖືlithiumâກໍາມະຖັນ pouch ຜ່ານແຄໂທດ catalytic macroporous ກັບ double ທີ່ສຸດມີຜົນຜູກພັນsitesâ by Chen Zhao, Gui-Liang Xu, Zhou Yu, Leicheng Zhang, Inhui Hwang, Yu-Xue Mo, Yuxun Ren, Lei Cheng, Cheng-Jun Sun, Yang Ren, Xiaobing Zuo, Jun-Tao Li, Shi-Gang Sun, Khalil Amine ແລະ Tianshou Zhao, 3 ທັນວາ 2020, ທໍາມະຊາດນາໂນເທັກໂນໂລຍີ.
DOI: 10.1038/s41565-020-00829-5

ສະມາຊິກທີມຈາກ HKUST ປະກອບມີສາດສະດາຈານ Zhao ແລະນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກໃນປະຈຸບັນຂອງລາວ ZHAO Chen, ZHANG Leicheng, ແລະອະດີດນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກ REN Yuxun (2019 ຈົບການສຶກສາ). ຜູ້ຮ່ວມມືອື່ນ include ລວມມີນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ແລະມະຫາວິທະຍາໄລ Stanford ໃນສະຫະລັດ, ມະຫາວິທະຍາໄລ Xiamen ໃນຈີນແຜ່ນດິນໃຫຍ່, ແລະມະຫາວິທະຍາໄລ Imam Abdulrahman Bin Faisal ໃນ Saudi Arabia.