Химснаб

Конфетный дизайн для получения многослойного катода литий-серного аккумулятора

КОНФЕТЫ ДАЮТ ИДЕЮ ДИЗАЙНУ АККУМУЛЯТОРОВ

После очередного лабораторного чаепития с конфетами-трюфелями, содержащими твердую сердцевину, покрытую шоколадом, поверх которого насыпаны размолотые кусочки арахиса, исследователи из США решили использовать конфетный дизайн для получения многослойного катода литий-серного аккумулятора, в котором сероуглеродный центр инкапсулирован в многослойную полимерную оболочку, поверх которой находятся фрагменты углерода. Конфета-трюфель воодушевила исследователей на создание наночастиц, содержащих ядро из серы, инфузированной углеродом, и ион-селективную оболочку из полимера.

Из Североамериканского Исследовательского Центра компании Тойота, самой сложной частью работы была разработка методики введения углерода в ядро наночастицы, состоящее из серы. Введение электропроводного углерода увеличивает проводимость системы, однако большое количество углерода понижает содержание серы, которая является емким катодным материалом, хотя и имеет свои недостатки. Во время рабочего цикла аккумулятора сера восстанавливается до полисульфидов, которые растворяются в электролите и мигрируют, удаляясь от катода. Потеря активной серы влияет на срок службы источника питания и его производительность. Новый конфетный дизайн объединяет серу с полыми углеродными структурами, в которых и происходит конгрегация полисульфидов. Для стабилизации фрагмента, содержащего серу и углерод, исследователи использовали тонкий слой электропроводного полимера, обеспечивающего форму ядра и позволяющего электролиту достигать серосодержащее ядро.

Несмотря на все достоинства, тонкий слой полимера сам по себе не в состоянии улавливать полисульфиды катодного материала. Для упрочнения полимерной основы и для того, чтобы не допустить утечки полисульфидов, исследователи добавили еще одну гибкую электропроводную внешнюю мембрану, представляющую собой многослойный полимер.

Внешняя многослойная мембрана отличается ионной селективностью – однозарядные анионы, стабилизирующие ионы лития, легко проходят через мембрану, в то время как объемные дисульфид-ионы не проникают через нее – особенности сшивки полимерных нитей мембраны создают в ней настоящий лабиринт из пустот, непроходимый для ионов большого размера. Наносферы из углерода, расположенные на внешней мембране, еще в большей степени увеличивают электропроводность катода. В конечном итоге разработанная конструкция отличается высокой производительностью, значительной стабильностью, катодный материал, на 65 процентов состоящий из серы, обеспечивает практически количественную кулоновскую эффективность в течение 500 циклов зарядки/разрядки. Даже после прекращения циклической работы источника питания на несколько дней исследователи не наблюдали понижения емкости аккумулятора при возобновлении его циклической работы.

 

+7 (812)

Телефоны отделов продаж:

337-18-93 - отдел моющих средств и хозтоваров-многоканальный.
337-18-94 - отдел ветзоотехники и агрохимии
337-18-95 - отдел лабораторной посуды
337-18-96 - отдел химии и спецодежды
337-18-97 - отдел лабораторного оборудования и приборов

Адреса электронной почты:

him_spb@mail.ru
himsnab.53@list.ru

Адрес:

198095, г. Санкт-Петербург, ул. Швецова, дом 23 (Здание ТЭМП)

© 2009 — «ХИМСНАБ»
Все права защищены

Отказ от ответственности



Создание сайта — «Consepto»
Продвижение сайта — «1 Место»