Литий-серные батареи считаются одним из самых перспективных кандидатов для следующего поколения устройств хранения энергии. Они имеют теоретическую плотность гравиметрических энергии, что в пять раз выше, чем у лучших литий-ионных аккумуляторов в настоящее время доступны. И они даже работают при минусовых температурах до -50 °C. Кроме того, сера является недорогим и экологически чистым.
Однако, до сих пор их емкость резко снизилась с каждого цикла заряд-разряд, так что такие батареи не долго. Потери мощности, вызванные сложные процессы реакции на электродах внутри ячейки батареи. Поэтому особенно важно понимать, как именно заряд (сера) и разряда (сульфид лития) продуктов осаждения и растворения. А сера выпадает в осадок макроскопически и, следовательно, поддается изучение методов визуализации или дифракции рентгеновских лучей во время езды на велосипеде, сульфид лития трудно обнаружить из-за его суб-10 нм размер частиц.
Представление это было впервые исследования с бер источников нейтронов на ХЗБ. Доктор Себастьян Риссе использовали измерительную ячейку он разработан для освещения литий-серные батареи с нейтронами во время зарядки и разрядки циклов (operando) и одновременно выполняются дополнительные измерения с импедансной спектроскопии.
Это позволило ему и его команде по анализу растворение и осаждение сульфида лития с предельной точностью в течение десяти циклов разрядки/зарядки. Поскольку нейтроны взаимодействуют с дейтерия (тяжелого водорода), ученые использовали дейтерированный электролита в ячейки батареи, чтобы и твердых продуктов (серы и сульфида лития) видны.
Их вывод: «мы обнаружили, что литий-сульфидные и осадки серы не происходит внутри микропористых углеродных электродов, а на наружной поверхности углеродных волокон», — говорит Риссе. Эти результаты являются ценным руководством для разработки более совершенных аккумуляторных электродов.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!