В исследовании, опубликованном 20 марта в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи описывают новый материал — композитную пленку дендример-оксид графена, которую можно наносить на любой серный катод. Катод — это положительный полюс батареи.По словам исследователей, серные катоды, покрытые этим материалом, могут стабильно разряжаться и перезаряжаться более 1000 циклов, повышая эффективность батареи и количество циклов.
«Наш подход является общим в том, что он может быть интегрирован практически с любым серным электродом для повышения устойчивости к циклическим нагрузкам», — сказал Хайлианг Ван, доцент кафедры химии Йельского университета и ведущий исследователь исследования. «Проявленная пленка настолько тонкая и легкая, что не повлияет на общий размер или вес батареи, и поэтому она будет работать без ущерба для энергии и удельной мощности устройства».Новые типы электродов — положительные и отрицательные клеммы — считаются необходимыми для разработки нового поколения батарей с высокой плотностью энергии. Поскольку литий-ионные батареи начинают достигать предела своей емкости, многие исследователи рассматривают литий-серу как решение. Сера одновременно легкая и многочисленная, с высокой теоретической энергоемкостью.
Однако существующая технология литий-серных батарей страдает от потери емкости во время езды на велосипеде.Команда Йельского университета сделала свое открытие, объединив различные свойства двух компонентов материала. Они объединили механическую прочность оксида графена со способностью молекулы дендримера удерживать полисульфиды лития.
В результате получается гелеобразная суспензия, которую можно легко нанести в виде пленки толщиной 100 нанометров на серные электроды.