最近的一项研究在Helmholtz-Zentrum柏林(HZB)发现,固态锂硫电池有可能提供更大的能量密度和改进安全相比,传统的锂离子电池。

然而,这项研究的结果显示一个固态电池的发展的重要瓶颈。研究结果表明,离子运输缓慢负极复合材料是一个主要的限制。

锂离子电池有慢速充电和放电机制引起的复合阴极内锂离子运输缓慢。

现在的挑战是找到方法来提高阴极组合内的离子传输速率。

研究人员强调,没有的直接可视化反应在阴极组合面前,这种效应会一直注意尽管其重要性固态电池的发展。

方法的研究

观察锂离子的运动之间的固态锂硫电池的阳极和阴极,研究人员设计了一个专门的细胞。

然而,检测锂使用x射线方法被证明是具有挑战性的。

为了克服这个问题,物理学家罗伯特·布拉德伯里和Ingo让使用中子射线照相法和中子断层扫描方法。

这些方法对锂高度敏感,允许细胞样品的检查。研究涉及各个团体之间的合作,从吉森(JLU),布伦瑞克(浴缸),和j (FZJ)。

根据布拉德伯里,中子照相的使用允许锂离子的直接观察,导致更好的理解的局限性电池的性能。

operando中子照相的数据显示,复合阴极的反应前锂离子传播通过它,确认有效的离子电导率较低对电池性能有负面影响。

3 d中子断层扫描图像还显示困锂附近集中在充电电流收集器,它减少了电池的容量并不是所有锂是运输的时候。

研究人员指出,锂的电池的观察到分布高度一致的一个基于多孔电极的理论模型。

他们解释说,电子和离子电导率条件从模型匹配与中子成像,获得的数据表明该模型的准确性。

2023年3月,HZB研究员发现太阳能电池的金属卤化物钙钛矿实现效率高,可以产生从液体油墨几乎没有能量输入。

英国威尔士斯旺西大学的研究人员最近建立了低成本和可伸缩的碳墨水配方能够释放潜在的大规模生产钙钛矿的太阳能电池。