Investigadores mejoran la estabilidad del disulfuro de vanadio usado en baterías de iones de litio - World Energy Trade

Investigadores mejoran la estabilidad del disulfuro de vanadio usado en baterías de iones de litio

Científicos del Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York afirman que han mejorado la estabilidad del disulfuro de vanadio en los cátodos de baterías de iones de litio para productos electrónicos de consumo, almacenamiento solar y vehículos eléctricos.

Científicos del Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York afirman que han mejorado la estabilidad del disulfuro de vanadio en los cátodos de baterías de iones de litio para productos electrónicos de consumo, almacenamiento solar y vehículos eléctricos.

Investigación, Desarrollo e Innovación

Los científicos dicen que han observado cómo se produce la inestabilidad del disulfuro de vanadio en las baterías de iones de litio y afirman haber resuelto el problema mediante la aplicación de un revestimiento de disulfuro de titanio con nano capas.

En el papel, escamas de disulfuro de vanadio con recubrimiento de disulfuro de titanio con nano capas como materiales de cátodo en baterías de iones de litio, publicado en Nature, los científicos dicen que fueron capaces de producir escamas de disulfuro de vanadio en una batería de iones de litio más estables al cubrirlas de forma conformada con titanio Capa de disulfuro de alrededor de 2,5 nm de espesor.



Dijeron que el recubrimiento de disulfuro de titanio (TiS 2 ) era mucho menos susceptible a la "distorsión de Peierls" durante el proceso de litiación-deserción, lo que le permite estabilizar el disulfuro de vanadio subyacente. La distorsión de Peierls afecta la red periódica de un cristal unidimensional, lo que resulta en una conductividad térmica más baja.

Combatiendo la distorsión de Peierls.

Los investigadores dijeron que observaron cómo se producía la inestabilidad del disulfuro de vanadio utilizado en las baterías de iones de litio. El documento indica que la inserción de litio es responsable de la distorsión de Peierls, definida como una asimetría en el espacio entre los átomos de vanadio, y causa la ruptura de las escamas de disulfuro de vanadio.



"El recubrimiento de TiS2 actúa como una capa amortiguadora", declaró el documento. “Mantiene unido el material VS 2 [sulfuro de vanadio], lo que proporciona soporte mecánico. El cristal de TiS 2 permanece relativamente intacto durante el proceso de migración de litio, lo que explica por qué el recubrimiento de TiS 2 mejora dramáticamente la vida útil del cátodo VS 2 . Como resultado, el TiS 2 exterior es resistente a los ciclos de carga / descarga, mientras que las capas internas de VS 2 están más protegidas de la degradación debido al soporte mecánico proporcionado por el recubrimiento de TiS 2 ".

Las pruebas electroquímicas, las imágenes ópticas in situ y los principios de la teoría funcional de la densidad de los primeros principios se utilizaron para verificar que la estabilidad de los copos mejoró significativamente. "Estos hallazgos brindan una nueva oportunidad para el diseño racional de materiales conductivos TMD [dicalcogenuro de metales de transición] para la construcción de baterías de ion-ion de alto rendimiento", agregó el documento.

 

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