Eliminering af flaskehalse i ydeevnen af ​​lithium-svovl-batterier

Energilagring i lithium-svovl-batterier er potentielt højere end i lithium-ion-batterier, men de er hæmmet af en kort levetid. Forskere fra Uppsala Universitet i Sverige har nu identificeret de vigtigste flaskehalse i ydeevnen.

Lithium-svovl-batterier står højt på ønskesedlen til fremtidige batterier, da de er lavet af billigere og mere miljøvenlige materialer end lithium-ion-batterier. De har også højere energilagringskapacitet og fungerer godt ved meget lavere temperaturer. De lider dog af korte levetider og energitab. En artikel netop offentliggjort i tidsskriftet Chem af en forskergruppe fra Uppsala Universitet har nu identificeret de processer, der begrænser ydelsen af ​​svovlelektroderne, som igen reducerer den strøm, der kan leveres. Forskellige forskellige materialer dannes under afladnings-/opladningscyklusserne, og disse forårsager forskellige problemer. Ofte forårsager en lokal mangel på lithium en flaskehals.

"At lære om problemer giver os mulighed for at udvikle nye strategier og materialer til at forbedre batteriets ydeevne. Det er nødvendigt at identificere de reelle flaskehalse for at tage de næste skridt. Dette er en stor forskningsudfordring i et system så komplekst som lithium-svovl," siger Daniel Brandell, professor of Materials Chemistry ved Uppsala Universitet, som arbejder på Ångström Advanced Battery Centre.

Undersøgelsen kombinerede forskellige strålingsspredningsteknikker:Røntgenanalyser blev foretaget i Uppsala, Sverige, og neutronresultater kom fra et stort forskningsanlæg, Institut Laue Langevin, i Grenoble, Frankrig.

"Undersøgelsen viser vigtigheden af ​​at bruge disse infrastrukturer til at tackle problemer inden for materialevidenskab," siger professor Adrian Rennie. "Disse instrumenter er dyre, men er nødvendige for at forstå så komplekse systemer som disse batterier. Mange forskellige reaktioner sker på samme tid, og materialer dannes og kan forsvinde hurtigt under drift."

Undersøgelsen er udført som en del af et samarbejde med Scania CV AB.

"Der er brug for elektrisk strøm til tunge lastbiler og ikke kun personlige køretøjer. De skal følge med udviklingen af ​​en række forskellige batterier, som snart kan blive yderst relevante," siger Daniel Brandell. + Udforsk yderligere

Svovlkemisk teknologi forbedrer batterilevetiden