使下一代可充电电池具有更低的成本、更高的能量密度和更长的循环寿命所面临的挑战不仅来自于组合适当的材料,还来自于电池组件的优化使用。如果不能利用和捕获基本的化学动力学以及电极和电解质的状态,那么一刀切的操作循环和监测方法在提高可持续性方面就会受到限制。
在此,法国科学研究中心Jean-Marie Tarascon,盖布泽技术大学Rezan Demir-Cakan描述并展示了如何使用倾斜光纤布拉格光栅(TFBG)传感器通过监测温度和折射率指标来跟踪电解质电极耦合变化,从而从根本上控制锂硫电池。
文章要点
1)通过定量检测电解质中的硫浓度,研究人员证明了 Li2S 和硫的成核途径和结晶控制着循环性能。
2)通过这项技术,实现了一个重要的里程碑,不仅朝着开发化学电池(在智能电池传感方面改进安全和健康诊断),而且进一步证明传感和循环的耦合可以振兴已知的电池化学并为其发展开辟新的方向。
参考文献
Liu, F., Lu, W., Huang, J. et al. Detangling electrolyte chemical dynamics in lithium sulfur batteries by operando monitoring with optical resonance combs. Nat Commun 14, 7350 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-43110-8
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43110-8