Guillaume Rolland Avec un nouveau style, les batteries lithium-soufre pourraient atteindre leur plein potentiel.
Les batteries sont omniprésentes dans la vie quotidienne, des téléphones portables aux montres intelligentes en passant par le nombre croissant de véhicules électriques. Et bien que les batteries au lithium-ion aient parcouru un extensive chemin depuis leur introduction, elles présentent également certains inconvénients familiers, tels que la courte durée de vie, la surchauffe et l’alimentation. enjeux de la chaîne pour certaines matières premières.
Les scientifiques du Laboratoire nationwide d’Argonne du Département américain de l’énergie (DOE) recherchent des remedies à ces problèmes en testant de nouveaux matériaux dans la construction de batteries. L’un de ces matériaux est le soufre. Le soufre est extrêmement abondant et rentable et peut contenir additionally d’énergie que les batteries traditionnelles à foundation d’ions.
Dans une nouvelle étude.
Une conception de batterie prometteuse associe une électrode optimistic contenant du soufre (cathode) à une électrode négative au lithium métallique (anode). Entre ces composants se trouve l’électrolyte, ou la compound qui permet aux ions de passer entre les deux extrémités de la batterie.
Les premières batteries au lithium-soufre (Li-S) ne fonctionnaient pas bien vehicle les espèces soufrées (polysulfures) se dissolvaient dans l’électrolyte, provoquant sa corrosion. Cet effet de navette de polysulfure a un influence négatif sur la durée de vie de la batterie et réduit le nombre de fois que la batterie peut être rechargée.
Pour empêcher cette navette de polysulfure, les chercheurs précédents ont essayé de placer une couche intermédiaire redox-inactive entre la cathode et l’anode. Le terme “redox-inactif” signifie que le matériau ne subit pas de réactions comme celles d’une électrode. Mais cet intercalaire de safety est lourd et dense. Il ne réduit pas non as well as suffisamment les navettes. Cela s’est avéré un obstacle majeur à la commercialisation des batteries Li-S.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont développé et testé une couche intermédiaire poreuse contenant du soufre. par opposition à inactive. Moreover impressionnant encore.
“Des expériences précédentes avec des cellules ayant la couche redox-inactive ne supprimaient que la navette, mais ce faisant, elles sacrifiaient l’énergie pour un poids cellulaire donné vehicle la couche ajoutait un poids supplémentaire”, a déclaré Guiliang Xu. “En revanche.”
une installation utilisateur du DOE Office of Science. Les données recueillies lors de l’exposition des cellules avec cette couche à des faisceaux de rayons X ont permis à l’équipe de déterminer les avantages de l’intercalaire.
“Nous sommes sur le position de voir cette technologie dans notre vie quotidienne.”
À l’avenir, l’équipe souhaite évaluer le potentiel de croissance de la technologie d’intercalaire redox-active. “Nous voulons essayer de le rendre beaucoup additionally mince, beaucoup as well as léger”, a déclaré Guiliang Xu.
Un short article basé sur la recherche est paru dans le numéro du 8 août de Mother nature Communications. Khalil Amine, Tianyi Li, Xiang Liu, Guiliang Xu, Wenqian Xu, Chen Zhao et Xiao-Bing Zuo ont contribué à l’article.
Cette recherche a été parrainée par le Bureau de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables du DOE, le Programme de recherche sur les matériaux de batterie du Bureau des technologies des véhicules et la Fondation nationale de la recherche de Corée.
