Stöðug framfarir vísinda og tækni hafa sett fram hærri kröfur um litíum jón rafhlöðutækni, sérstaklega á sviði stórfelldrar orkugeymslu svo sem rafknúinna ökutækja, sem krefst nýrrar litíumjónarafhlöðu með hærri orkuþéttleika og lægra verði. Meðal þeirra er litíum brennisteins rafhlaða sem eins konar fjöl-rafeindaviðbragð litíum jón rafhlaða, orkuþéttleiki þess (2600Wh\/kg) og verð ávinningur mun hærri en núverandi litíum járnfosfat og litíum kóbaltoxíð viðskipta rafhlöður, svo það hefur vakið mikla athygli. Hins vegar eru röð vandamála í hleðslu- og losunarferlinu, svo sem lélegri leiðni frumbrennisteins, skutluáhrif millistigs fjölsúlfíðs, stækkun rúmmáls í hleðslu og losunarferli. Sem stendur hafa vísindamenn lagt til röð hagræðingaraðferða fyrir hýsingarefni brennisteins jákvæðrar rafskauts, svo sem að bæta leiðni brennisteins jákvæðs rafskauts með porous kolefni og bæta aðsog fjölsúlfíðs með köfnunarefnisópun. Hins vegar eru áhrifin sem fengust með ýmsum hætti takmörkuð og ekki er hægt að leysa vandamálið í grundvallaratriðum. Þess vegna er þörf á skilvirkari jákvæðum rafskautshýsingarefni sem sameinar ýmsar aðgerðir.
Nýtt nanó-cobalt porous kolefnishýsingarefni fyrir litíum brennisteinsrafhlöður var þróað af Peking háskólanum
Nýtt litíum-brennisteins rafhlöðuefni
Nýlega var framleiddur Institute of Peking Univers Af aðferðum eins og DFT útreikningi leiðir í ljós ástæður afköstanna, lýsir upp CO nanocrystals, fjölsúlfíð aðsogsvirkni litíumjónardreifingarinnar og umbreytingu jákvæðu hlutverksins, til að undirbúa nýja tegund litíum rafhlöðusendingarefnis veitir hugsunarlest. Verkið var nýlega birt í Advanced Energy Materials (2020,10 (9), 1903550, ef =24. 884), vel þekkt dagbók á sviði orkuefni.
Nýjung þessarar vinnu er sú að rannsóknarteymið notar ZnCO-MOF með háu sérstöku yfirborðssvæði til að adsorb glúkósa litlar sameindir, og síðan meðan á kolefnisferli stendur, er glúkósa helst kolsýrt í SP2 uppbyggingu kolefnisramma í MOF hola til að einangra kóbaltmálm og auka rafleiðni. Á sama tíma getur viðeigandi magn af brennisteini gert kleift að hlaða {2}} wt% af virku brennisteini í kolefnisbúðinni frekar en á yfirborðinu, þannig að brennisteinn og kolefnisbeins beinagrind viðhalda sterku samspili. Teymi undirbúnings kóbalt nanókristalla með mikilli dreifingu bera álag köfnunarefnis dóps af porous kolefni búri hvernig súlfíð til brennisteinsvirkra efna og milliefna með fjölvirkum áhrifum, þar með talið endurbætur á rafleiðni, háu brennisteinsinnihaldi, streituástandi, hraðvirkni uppstillingar og sterkar diffusion, hvata Polysulphide. Aðsog pólýsúlfíð milliefna og svo framvegis geta þeir tryggt að litíum brennisteinsrafhlöður Hátt hlutfall afköst og langan hringrás.
Nýtt nanó-cobalt porous kolefnishýsingarefni fyrir litíum brennisteinsrafhlöður var þróað af Peking háskólanum
Rafefnafræðilegir eiginleikar nýs litíums - brennisteins samsettra rafskautaverksmiðju
Á sama tíma hefur röð rannsókna sýnt að mjög dreifðir CO nanókristallar sem bornir voru í beinagrindinni geta ekki aðeins stuðlað að dreifingu litíumjóna og redox polysulfide, heldur einnig aukið frásog fjölsúlfíðs. Þessi vinna veitir nýja tilvísun fyrir umbreytingarmálma sem hágæða hvata fyrir fjölsúlfíð í litíum brennisteins rafhlöðum.
Þessari vinnu var lokið undir leiðsögn Pan Feng. Sameiginlegir höfundar þessarar greinar voru doktorsnemi Wang Rui og doktorsnemi Yang Jinlong, og kennarinn Xiao Yinguo og kennarinn Pan Feng voru samhljómandi höfundar. Þessi vinna hefur verið studd af National Key Research and Development Program of Materials Genetic Engineering, Lykil rannsóknarstofu Guangdong Province og Science and Technology Innovation Commission of Shenzhen
