Шанхайский университет Цзяо Тонг разработал пленку сэндвич-структуры без клея, которую можно использовать в качестве анода высокой емкости.

Gasgoo Auto News Алюминиево-серная батарея — это устройство с высокой плотностью энергии и дешевым сырьем,ШанхайскийуниверситетЦзяоТонгразработалпленкусэндвичструктурыбезклеякоторуюможноиспользоватьвкачествеанодавысокойемкости имеющее большой потенциал в качестве альтернативной системы хранения энергии. Теоретически плотность энергии алюминиево-серной (Al-S) аккумуляторной системы может достигать 1340 Втч кг-1. Однако сера представляет собой конверсионный анодный материал, который образует ряд полисульфидов и сульфидов в процессе зарядки и разрядки. Полисульфиды могут легко потерять электрический контакт с хозяином и диффундировать в электролит или алюминиевый анод, что приводит к челночному эффекту, что приводит к низкой емкости аккумулятора, низкому КПД и быстрому снижению емкости. Следовательно, эта батарея требует новых материалов электродов и стратегий структурного проектирования для решения этих проблем.

Источник изображения: "Chinese Science" 》Клуб журналов

Сообщается, что исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тонг разработали новую безклеевую пленку сэндвич-структуры S@Ti3C2TX, в которой сера распределена равномерно. Ее можно использовать в качестве высокоэффективного покрытия. -емкостный катод. Конкретные преимущества заключаются в следующем:

Новая структура состоит из трех частей. Верхняя и нижняя поверхности пленки покрыты тонким слоем чистой пленки Ti3C2Tx, а основная часть в середине состоит из композитного материала S@Ti3C2Tx. Композитный материал формируется путем контролируемого химического осаждения наносеры в растворе Ti3C2TX in-situ для обеспечения дисперсии серы.

Исследователь Сяо Чжэн сказал: «Особенность этого материала заключается в том, что защитный слой может быть добавлен непосредственно к поверхности композита S@Ti3C2Tx для блокировки полисульфидов. Это соответствует Это отличается от ранее сообщавшихся стратегий использования графеновых покрытий на сепараторах для смягчения челночного эффекта."

Вообще говоря, полимерные связующие представляют собой инертные компоненты, которые увеличивают массу электродов, снижают плотность энергии аккумуляторов и склонны к побочным реакциям с ионными жидкостями. Не содержащую клея пленку необходимо только отфильтровать и высушить, в процессе приготовления не требуются никакие дополнительные клеи, проводящие вещества и токсичные органические растворители. Ti3C2Tx действует не только как клей, но и как проводящий агент.

Кроме того, Сяо Чжэн и Чжилун Ван использовали расчеты теории функционала плотности (DFT) для прогнозирования адсорбции полисульфидов на Ti3C2Tx, используя в качестве эталона обычные графеновые материалы. Было обнаружено, что Ti3C2Tx имеют существенные преимущества. Впоследствии исследователи также изучили разумный механизм реакций заряда и разряда алюминиево-серных батарей.

В результате электрод показал отличные характеристики при циклировании. Начальная обратимая емкость при 300 мА·ч·г-1 после первоначальной кратковременной активации составляла 489 мА·ч·г-1, а емкость оставалась на уровне 415 мА·ч·г-1 после 280 стабильных циклов со средним кулоновским КПД примерно 95%. .

Источник: Gasgoo

Автор: Лю Литинг