Ovan visas litiumdiffusionskoefficient i MoS2-inkapslade ihåliga svavelsfärer baserade på in situ TEM-studie. Upphovsman:UNIST
Litium-svavel (Li-S) batterier, som använder svavel som katod och metalliskt litium som anodmaterial, har blivit allmänt nominerade som ett av de mest lovande nästa generations elektrokemiska lagringssystem på grund av dess låga kostnad och höga teoretiska kapacitet. Dock, upplösning av dess litierade produkt (litiumpolysulfider) i elektrolyten begränsar den praktiska tillämpningen av litiumsvavelbatterier, resulterar så småningom i dålig cykelprestanda och andra nackdelar, såsom snabb kapacitetsblekning.
En ny studie, ansluten till UNIST har gjort en överraskande upptäckt som kan lösa detta problem. I studien, publicerad i 27 juli -numret av Journal of the American Chemical Society (JACS) , forskargruppen visade att svavelpartiklar kan inkapslas hermetiskt genom att utnyttja de unika egenskaperna hos tvådimensionella material, såsom molybden -disulfid (MoS 2 ). Detta genombrott har letts av professor Hyun-Wook Lee vid School of Energy and Chemical Engineering vid UNIST i samarbete med en forskargrupp, baserat i Singapore.
MoS? -Beläggningen hjälper till att förhindra läckage och sublimering av svavel under högvakuummiljö, men det har varit lite in situ överföringselektronmikroskopi (TEM) observation och förståelse av detta nya material inom batterierna i Singapore. För att utvärdera volymutvidgningen av MoS 2 -inkapslade ihåliga svavelsfärer, Professor Lee och hans team genomförde in situ TEM -studie av svavelliteringsprocessen i studien.
"Singapore saknar för närvarande TEM -specialister på plats, "säger professor Lee, en av mycket få in situ TEM -specialister i världen. "Våra resultat ger värdefull inblick i svavelets litieringskemi i nanoskala."
Kredit:Ulsan National Institute of Science and Technology
Transmissionselektronmikroskopi (TEM) är en bildteknik som möjliggör direkt undersökning av de intima strukturella detaljerna i en mängd olika nanomaterial, särskilt kolbaserade nanomaterial, inklusive grafen. De är dyra, stor, besvärliga instrument som kräver en betydande mängd utbildning och specialiserad skicklighet. Detta hindrar realtids in situ-observation av laddningsurladdningscykeln för Li-S-batterier.
Professor Lee blev expert på detta område efter den första exponeringen för TEM under sin tid på KAIST. Vid Stanford University, som postdoktor, han jobbade natt och dag, brottas med TEM. Dessa erfarenheter har gjort det möjligt för honom att framgångsrikt arbeta med och möta kraven på marknaden för litiumjonbatterier för att bygga bättre batterier.
"TEM är ett imponerande kraftfullt mikroskopiskt verktyg som finns idag, kan producera högupplöst, detaljerade bilder en nanometer i storlek, "säger professor Lee." Min erfarenhet av att hantera TEM vid både KAIST och Stanford University har väglett och gett mig näring till att bli en TEM -expert på plats. "
