持続可能で安全かつ安定した、新しくて優れた電池を見つけるための研究と実験が継続的に行われています。そのような試みの 1 つで、研究者は、折りたたんだり半分に切ったりできる、安定した安全な硫化リチウム電池を発見しました。
研究チームは、 中国電子科技大学 遷移金属硫化物ベースのリチウム電池の開発に成功した。研究者らは硫化鉄カソードをポリマーでコーティングし、安定したサイクルと高い安全性を実現した。そして300サイクル後、リチウムカーバイド二硫化鉄は パウチセルは約72.0%の容量を維持さらに、このリチウム硫黄（Li-S）は100サイクル後に 容量低下なし.
驚いたことに、科学者たちはバッテリーポーチセルの1つを折り曲げて切断することができました。研究者によると、これはセルが実用上非常に安全であることを証明しています。
Advantages: 変換型遷移金属硫化物 (MSc) の利点は、入手しやすく、エネルギー密度が高く、コストが低いことです。これらの特性により、MSc はリチウムイオン電池 (LIB) の正極として有望です。
課題： MSx は、高温下ではポリサルファイドが閉ざされるため、安定性に問題があります。また、体積が大幅に膨張し、反応速度が遅くなるという問題もあります。
ソリューション： 同研究グループは以前、炭酸塩ベースの電解質を使用して、硫化鉄カソードとリチウム金属含有アノードの2つの電極を分離することを提案した。
しかし、この解決策によって別の問題が発生しました。
問題点： 研究者らは、MSx と炭酸塩ベースの電解質との非互換性が、このタイプのバッテリー化学における大きな課題であると述べています。ポリスルフィドは炭酸塩溶媒と反応し、電極の表面に沈殿物を形成します。これにより、電荷移動の障壁が形成され、電極が詰まり、バッテリーが故障する原因となります。
解決策： 硫化鉄カソードは、さまざまなポリマーでコーティングされています。これにより、機能性や再充電性に影響を与えたり低下させたりすることなく、腐食が軽減されます。ポリアクリル酸 (PAA)、ポリエチレンオキシド (PEO)、ポリアクリルアミド (PAM) は、いずれもキレート効果のある官能基を含んでいるため、特に使用されました。
別の研究では、 全乾式合成と岩塩酸化物による環境に優しい電池製造 発見されました。
当学校区の レポート 「キレート効果は、酸素または窒素上の孤立電子対と多価遷移金属の空軌道の配位に基づいています。」と述べています。
電気化学的性能試験 PAA は、300 回の充放電サイクル後も電極の放電容量を維持することで最高の性能を発揮することが示されています。
その後、研究者らはPAAコーティングされた硫化鉄（FeS2）カソードを、安定かつ安全な硫化リチウム電池のプロトタイプ設計に追加しました。この設計には、イオン源としてリチウム金属箔と炭化リチウム（LiC6）アノードも含まれています。さらに、テストでは、100サイクル後でも、セルを折り曲げたり切断したりしても容量の低下がないことも示されました。
研究者らはまた、「LiC6||MoS6フルセルは、ハーフセル（Li||MoS300）と同じ高容量で6サイクルの優れたサイクル安定性を示し、同じ状況がLiC6||VS4でも発生した」と述べた。
