硫化聚烯二阴极微结构对硫电池电化学性能的影响
Robin Moschner1, Martina Gerle2, Timo Danner2,3
1Institute for Particle Technology, Technische Universität Braunschweig, Volkmaroder Straße 5, D-38104, Braunschweig, Germany.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|February 22, 2025
概括
硫电池中的含硫聚烯 (SPAN) 阴极在高度压缩时,由于弹效应破坏电子通路,其周期寿命缩短. 优化阴极微观结构是稳定的电池性能的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池具有高能量密度,但周期寿命有限.
- 含硫的多烯二 (SPAN) 阴极显示出改善Li-S电池寿命的希望.
- 了解阴极微观结构对于提高Li-S电池性能至关重要.
研究的目的:
- 研究阴极微结构对基于SPAN的Li-S电池性能的影响.
- 分析日历压缩,SPAN阴极特性和电化学行为之间的关系.
- 确定限制SPAN阴极周期稳定的机制.
主要方法:
- 通过受控制制备具有不同微观结构的SPAN阴极.
- 机械和形态特性,以评估SPAN阴极特性.
- 电化学阻抗光谱 (EIS) 和循环测试来评估性能.
- 电化学连续模拟以建模电荷传输.
主要成果:
- 由于弹性变形,SPAN阴极表现出显著的反弹.
- 增加日压缩导致较高的阴极阻抗和减少电子透.
- 高压缩的SPAN阴极在初始放电后显示电荷容量下降,这与中断的电子通路有关.
- 在calendering期间的回弹行为被确定为性能降低的主要原因.
结论:
- 在SPAN阴极中的弹效应对电子传导通路产生了重大影响.
- 优化日历化过程对于保持电子透和改善基于SPAN的Li-S电池的循环稳定性至关重要.
- 这项研究提供了关于为先进的储能应用设计强大的SPAN阴极的见解.
