I catodi a base di silicio stabilizzano le cellule Li-S. Effettu: più di 2 cicli di carica invece di parechje decine

I scientisti di l'Istitutu di Scienza è Tecnulugia di Daegu (DGIST, Corea di u Sud) anu sviluppatu un catodu basatu in siliciu chì hè previstu di resiste à più di 2 cicli di carica in cellule Li-S. I celi classici di lithium-ion utilizanu siliciu puru in l'anodi per cumplementà è rimpiazzà gradualmente u grafite. L'ossidu di siliciu hè stata utilizata quì, è u diossidu di siliciu hè stata utilizata in u catodu.

Cella Li-S = anodu di lithium, cathode di diossidu di siliciu cù zolfo

I celluli Li-S sò cunsiderati interessanti per via di a so alta densità d'energia, u pesu è u costu di fabricazione bassu. Tuttavia, nimu hà ancu riesciutu à creà una versione chì resisterebbe più di parechje decine di cicli di carica. Tuttu à causa di lithium polysulfides (LiPS), chì dissolve in l'elettrolitu durante a scaricazione è reagisce cù l'anodu, riducendu a so capacità è, in u risultatu, distrughjendu a bateria.

Hè pussibule chì i circadori sudcoreani anu trovu una suluzione à u prublema. Invece di materiali basati in carbonu (cum'è grafite), anu utilizatu u cathode. struttura lamellare di silice mesoporosa (POMS).

A struttura lamellare hè comprensibile, mentri a mesoporosità si riferisce à l'accumulazione di pori (cavità) in silice chì anu una dimensione di destinazione, densità di l'area è dispersione di piccula dimensione (fonte). Hè un pocu cum'è s'ellu si passava regularmente à traversu i platti adiacenti di qualchì tipu di silicatu per fà un crivellu.

I scientisti di a DGIST anu utilizatu sti buchi per deposità u zolfo in elli (Figura a). Durante a scaricamentu, u sulfuru dissolve è forma polisulfuri di lithium (LiPS) cù lithium. Cusì, i flussi di carica, ma u LiPS ferma intrappulatu vicinu à u cathode per via di u fattore di carbone indefinitu supplementu (struttura nera, figura b).

Durante a carica, LiPS libera lithium, chì hè tornatu à l'anodu di lithium. Per d 'altra banda, u sulphur hè cunvertitu in silice. Nisuna fuga di LiPS à l'anodu, nè danni di metalli.

A batteria Li-S creata in questu modu conserva una alta capacità è stabilità per più di 2 cicli di travagliu. Almenu 500-700 ciculi di funziunamentu sò cunsiderati standard per i celluli Li-ion classici, ancu s'ellu si deve aghjunghje chì e cellule di lithium-ion ben-processate ponu sustene parechji mila ciculi.