(Phys.org)-Ett team av forskare vid University of Texas har funnit att användning av koaxiala nanorör kan förbättra prestanda för litium-svavelbatterier (Li-S). I deras tidning publicerad i tidningen Nano bokstäver , teamet beskriver hur de använde Polypyrrole-MnO ₂ koaxiala nanorör för att övervinna hinder för att använda Li-S-batterier i kommersiella produkter.

Tidigare forskning har visat att Li-S-batterier skulle erbjuda användare av elektronik mer energilagring-så mycket som fem gånger det för litiumjonbatterier. De kan också erbjuda lägre kostnad, eftersom svavel är rikligt och lätt att hämta. I synnerhet, det är också rimligt miljövänligt. Men Li-S-batterier har lidit av några stora problem, det värsta är "skytteleffekten" - i vilken polysulfider rör sig genom katoden och orsakar problem i elektrolyten. De rör sig också genom elektroden, som tömmer svavlet efter att batteriet laddats och laddats bara några gånger. I denna nya insats, forskarna har försökt att övervinna dessa problem genom att införa PPy-MnO ₂ nanorör till designen, använda dem för att inkapsla elektroderna. Att lägga till nanorören hjälpte till att minska skytteleffekten och motverkade också problemet med låg konduktivitet för svavel och litiumsulfid, teamet rapporterar. Det löste också problemet med stora volymförändringar på grund av nanorörens flexibilitet.

Forskarna rapporterar att testning av deras Li-S-batterier visade att de hade 98,6 Coulombic-effektivitet-och efter att ha cyklat batterierna 500 gånger fann de att urladdningshastigheten förblev över 500 mAh/g som de ansåg vara stabil.

Forskarna noterar att medan deras första resultat med de förbättrade Li-S-batterierna har varit positiva, det finns fortfarande några utmaningar som måste mötas innan batterierna kan användas i enheter - främst bland dem är "dendritproblemet". Detta är när grenar av litium växer genom batteriseparatorn, orsakar kortslutning och eventuellt explosion. Teamet planerar att testa möjligheten att använda andra typer av elektrolyter eller använda Li ₂ S som en del av en katod som kan kopplas ihop med anoder av andra material som kisel, tenn eller grafit. De är övertygade om att när man hittat ett medel för att stabilisera anoderna, litium-svavelbatterier kommer att visa sig användbara i ett brett utbud av konsumentprodukter.

© 2016 Phys.org