Ученые: долговечность батарей в стеклянной клетке значительно выше

Литий-серные батареи производят в 10 раз больше энергии, чем обычные батареи, а это значит, что они весьма перспективны для применения в электрическом транспорте.

Однако существуют значительные преграды для коммерциализации таких батарей.

Одна из преград заключается в том, что продукты реакции серы и лития, литиевые полисульфиды, распадаются в электролите батареи и перманентно мигрируют на противоположный электрод. Из-за этого снижается срок действия батарей. Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде исследовали стратегию предотвращения феномена перемещения полисульфида, создав наноразмерные частицы серы и покрыв их стеклом (SiO2).

Результаты опубликованы в издании Nanoscale.

Аспиранты в группах Ченгиза Озкана и Михри Озкан работали над созданием материала для катода, в котором стеклянные клетки улавливают полисульфиды, и частицы полисульфидных продуктов сталкиваются с преградой — стеклянной клеткой.

Ученые использовали органический прекурсор для создания барьера.

«Основной задачей было оптимизировать процесс для нанесения SiO2 слоем не слишком тонким, и не слишком толстым, примерно в толщину вируса», сказала Михри Озкан.

Исследователи выяснили, что заключенные в стеклянную клетку частицы серы обеспечивают большую долговечность батарей, но необходимо их усовершенствовать, поскольку стенки клетки слишком хрупкие и легко разрушаются.

«Мы решили внедрить частично восстановленный оксид графена или mrGO, близкий родственник графена, в качестве проводящей добавки в материал катода, чтобы обеспечить механическую стабильность заключенным в стеклянные клетки структурам», отметил Ченгиз Озкан.

Новый катод позволит добиться еще большего усовершенствования.