リチウム硫黄電池研究の重要な進歩

最近、サウスウェスト大学の材料エネルギー学部のXumaowen教授は、高性能リチウム硫黄電池の設計と開発において重要な進歩を遂げました。関連する研究結果は、「二重殻NiO-NiCo2O4ヘテロ構造CarbonhollowanocagasAnefficiicient」のトピックに関する国際エネルギージャーナル「AdvancedEnergy」に掲載されました。アドバンスドエナジーファクターは、International EnergyJournal「AdvancedEnergy」に掲載されています。学校は、この成果の最初の完成したユニットです。修士課程のHulinyuとDaichunlongが論文の共著者であり、Xumaowenがコミュニケーションの著者です。

ますます深刻な環境問題と電子電気機器の急速な発展に伴い、効率的なエネルギー貯蔵機器を設計および開発することが不可欠です。リチウム硫黄電池は、その高いエネルギー密度、高い理論容量、豊富な硫黄正資源、低価格、および環境への配慮から、次世代の最も有望なエネルギー貯蔵システムの1つと見なされています。しかし、硫黄正極材料とその放電生成物の導電性が低く、充放電プロセス中の体積効果と「シャトル効果」のために、電池内の硫黄の利用率が低く、容量が急速に低下します。また、複数レートのパフォーマンスが低下します。それはリチウム硫黄電池の商品化を深刻に妨げます。

これらの問題に対応するため、Xumaowen教授のチームは、硫黄のキャリアとして2層核シェルNiO-NiCo2O4ヘテロ接合C中空ナノケージを設計および合成し、リチウム硫黄電池で初めて使用しました。この中空構造は、硫黄貯蔵のための十分なスペースを提供するだけでなく、硫黄排出中の体積効果に効果的に対処することができます。さらに、NiO-NiCo2O4ヘテロ接合ナノケージは、独自の利点を活用し、ポリサルファイドの溶解と拡散を効果的に抑制し、変換反応の動的プロセスを促進し、バッテリーのシャトル効果を軽減し、ヘテロ接合の利点を十分に発揮します。この独自の設計により、リチウム硫黄電池の正極として使用され、高い比容量と優れたサイクル安定性を発揮します。

この研究は、国立自然科学基金と中央大学の基本運用コストプロジェクトによって資金提供され、マサチューセッツ工科大学のChenyuming博士と協力して完了しました。

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