Máy phân tích độ phồng tế bào tại chỗ Phân tích cơ chế của pin lithium-lưu huỳnh

Máy phân tích độ phồng tế bào tại chỗ Phân tích cơ chế của pin lithium-lưu huỳnh

Thông tin tác giả và tóm tắt bài báo

Vào năm 2022, Tiến sĩ Li Chuang của Viện Nghiên cứu Thâm Quyến thuộc Đại học Thanh Hoa đã phát triển một loại pin polyacrylonitrile (Li-SPAN) ở trạng thái rắn với chất điện phân muối trong polymer. Trong cấu trúc này, lưu huỳnh được cố định trong chất nền polyacrylonitrile trong quá trình đạp xe, ngăn chặn sự hình thành Li2S, cho phép nó thể hiện động học oxi hóa khử nhanh hơn và hiệu suất nhỏ hơn so với sự thay đổi thể tích của hệ thống pin lithium-lưu huỳnh trạng thái rắn thông thường. Bài viết này là báo cáo đầu tiên cải thiện động học oxi hóa khử của pin Li-SPAN trạng thái rắn bằng cách thay đổi độ bền của liên kết CS thay vì sử dụng chất xúc tác, mở ra những cơ hội mới để thiết kế pin Li-lưu huỳnh trạng thái rắn hiệu suất cao hơn trong thế giới tương lai.

Bài kiểm traPVà

1. Chuẩn bị nguyên liệu:1PVHF1FSI chất điện phân rắn, điện cực dương SPAN rắn.

2. Kiểm tra điện hóa:Độ dẫn ion của chất điện phân đã được kiểm tra bằng EIS, tế bào khóa và túi Li-SPAN loại 2032 đã được chuẩn bị, và thể tích của SPAN và điện cực âm lithium đã được kiểm tra bằng thiết bị đo độ phồng độ dày tại chỗ MCS1000 (IEST).

3. Đặc tính vật liệu:SEM, XPS, Raman, NMR.

Phân tích kết quả

Hình 1. Đặc tính hiệu suất của màng điện phân rắn 1PVHF1FSI trong pin Li-SPAN

Các tác giả đã mô tả hiệu suất của màng điện phân rắn 1PVHF1FSI trong pin Li-SPAN ở nhiều khía cạnh khác nhau và nhận thấy rằng nó có các kênh xốp liên tục, có thể cung cấp đường dẫn ion tốt và tính chất cơ học của nó có thể ức chế tốt hơn sự hình thành kim loại lithium nhánh cây. phát triển. Cơ chế lưu trữ của các ion lithium trong pin Li-SPAN thể rắn với 1PVHF1FSI làm ma trận khác với cơ chế trong pin Li-SPAN lỏng. Các tác giả tiếp theo đã phân tích điện áp phân cực, đường cong CV, công suất chu kỳ và hiệu suất tốc độ của ba vật liệu điện cực. Đặc tính làm rõ thêm rằng SPAN ở trạng thái rắn có khả năng ổn định và tốc độ chu kỳ tốt hơn do động học oxi hóa khử cao và thay đổi âm lượng thấp.

Hình 2. Phân tích cơ chế lưu trữ Li trong SPAN trạng thái rắn

Các tác giả phân tích sâu hơn cơ chế lưu trữ của lithium-ion ở trạng thái rắn SPAN bằng Raman tại chỗ và tại chỗsưng tấythiết bị kiểm tra độ dày Người ta phát hiện ra rằng ở SPAN trạng thái rắn, do các ion lithium được lưu trữ trong SPAN trạng thái rắn, liên kết SS bị phá vỡ để tạo thành cấu trúc Li₄S₂-PAN. Quá trình này giống như phản ứng chèn của xen kẽ liti nên các tác giả gọi cơ chế này là bán xen kẽ. sự phản ứng lại.

Hình 3. Đặc tính hiệu suất của pin dạng túi SPAN thể rắn

Sau khi phân tích cơ chế phản ứng, các tác giả đã lắp ráp pin dạng túi SPAN ở trạng thái rắn và lỏng để mô tả tính ổn định chu kỳ và hiệu suất uốn của chúng. Người ta thấy rằng pin SPAN trạng thái rắn có tính linh hoạt tốt hơn, tốc độ duy trì dung lượng tương đương với hiệu suất oằn và độ ổn định nhiệt của chất điện phân cũng rất tốt. Tốt, chịu được tác động của ngắn mạch hoặc kim đâm. Trong các ứng dụng thực tế, nó cũng có thể sạc điện thoại thông minh.

tóm tắt

Trong bài báo này, một loại pin Li-SPAN trạng thái rắn với chất điện phân polymer muối trong polymer đã được phát triển. Trong cấu trúc này, S được cố định trong chất nền PAN trong quá trình đạp xe, ngăn cản sự hình thành Li2S, do đó cho phép nó thể hiện động học oxi hóa khử nhanh hơn và ít thể tích hơn so với các hệ thống pin Li-S thể rắn thông thường xét về hiệu suất Đa dạng. Công trình này cung cấp một ý tưởng mới để cải thiện động học oxi hóa khử lưu huỳnh của pin Li-S trạng thái rắn.

Thiết bị kiểm tra được đề xuất

Dòng MCS Mô hình oằn tại chỗ Sgiếng nướchệ thống kiểm tra