Categories: Innovaatiot

Coupling Experiments to Theory to Build a Better Lithium-Sulfur

Lithium-sulfur batteries are promising candidates for replacing common lithium-ion batteries in electric vehicles since they are cheaper, weigh less, and can store nearly double the energy for the same mass.

However, lithium-sulfur batteries become unstable over time, and their electrodes deteriorate, limiting widespread adoption.

Now, a team of researchers led by scientists at the U.S. Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) have reported that a new lithium-sulfur battery component allows a doubling in capacity compared to a conventional lithium-sulfur battery, even after more than 100 charge cycles at high current densities, which are key performance metrics for their adoption in electric vehicles (EVs) and in aviation.

They did it by designing a new polymer binder that actively regulates key ion transport processes within a lithium-sulfur battery, and have also shown how it functions on a molecular level. The work was recently reported in Nature Communications.

“The new polymer acts as a wall,” said Brett Helms, a staff scientist at Berkeley Lab’s Molecular Foundry and corresponding author of the study.

“The sulfur is loaded into the pores of a carbon host, which are then sealed by our polymer. As sulfur participates in the battery’s chemical reactions, the polymer prevents the negatively charged sulfur compounds from wandering out. The battery has great promise for enabling the next generation of EVs.”

When a lithium-sulfur battery stores and releases energy, the chemical reaction produces mobile molecules of sulfur that become disconnected from the electrode, causing it to degrade and ultimately lowering the battery’s capacity over time.

To make these batteries more stable, researchers have traditionally worked to develop protective coatings for their electrodes, and to develop new polymer binders that act as the glue holding battery components together.

Source: Coupling Experiments to Theory to Build a Better Lithium-Sulfur

kke@

Jaan kavereille
Published by
kke@

Recent Posts

Laakerien vikaantuminen

Sähkömoottorin laakereihin kohdistuu suuria lämpötilan vaihteluita riippuen moottorin asennuspaikasta. Ulkona sijaitseva moottori joutuu talvella kestämään…

4 kuukautta ago

Vesi-infran modernisointi parantaa ympäristön tilaa ja säästää käyttömenoja

EU-maissa on kaikkiaan noin seitsemän miljoonaa kilometriä vesi- ja jätevesiputkistoja. Näistä suuri osa on ollut…

4 kuukautta ago

Taajuusmuuttajien laitepuhaltimet

Ehkäisevien huoltotoimenpiteiden indikaattorina taajuusmuuttajissa käytetään lähinnä kunkin komponentin laskennallisia käyttöikäarvoja, käyttökokemusta ja ajoittaisia mittauksia. Taajuusmuuttajien…

4 kuukautta ago

Moottorin linjaus – säästää energiaa

Aina, kun moottori, pumppu tai muu laite on ollut irrotettuna, täytyy moottori ja käyttölaite linjata…

4 kuukautta ago

Oikealla voiteluaine valinnalla lisätään luotettavuttaa koneiden toimintaan

Kaikessa voitelussa on kysymys monien eri tarpeiden yhteen sovittamisesta. Kone- ja laitevalmistajat sekä käyttäjät joutuvat…

4 kuukautta ago

Korkean hyötysuhteen IE4 moottorit

IE4 hyötysuhdeluokan moottorit perinteisellä luotettavalla induktiomoottoritekniikalla. Varasto-ohjelmastamme löytyy uudet vaatimukset täyttävät IE4 moottorisarjat. IE4 moottorit…

4 kuukautta ago

Cookien käytöllä ei kerätä yksilöiviä tai henkilökohtaisia tietoja. Käytetään vai kävijämäärän seurantaan