مقایسه عملکرد انواع روش های شیمیایی نشانش در بهبود بازده باتری های لیتیوم-گوگرد

در طی چند دهه گذشته، باتری های لیتیوم-یون به دلیل طول عمر چرخه پذیری بالا، ولتاژ عملکردی مناسب و سرعت خودتخلیه ای پایین بسیار مورد توجه قرار گرفتند. ولی برخی چالش هایی نظیر قیمت زیاد، چگالی انرژی ناکافی و افزایش دما در حین کارکرد، کاربرد گسترده آنها را محدود کرده است. بنابراین نیاز به جایگزین های بهتری برای بهبود عملکرد این نوع باتری ها احساس می شود که می توان به باتری های لیتیوم-گوگرد اشاره کرد. این نوع باتری ها به واسطه برخورداری از کاتد گوگرد که در طبیعت فراوان بوده و غیرسمی است، بسیار حائز اهمیت هستند. به علاوه، در بخش آند این باتری ها نیز از ورقه فلز لیتیوم استفاده می شود که منجر به افزایش مقدار ظرفیت ویژه تا mAh/g ۱۶۷۵ خواهد شد که بسیار بیشتر از مقادیر رایج مختص باتری های لیتیوم یون تجاری است. در مقابل، وجود برخی مشکلات همچون مقاومت الکتریکی بالای گوگرد و افزایش حجم قابل توجه مانع از گسترش این باتری ها در صنعت شده است. در همین راستا، برخی راهکارهایی با هدف بهبود عملکرد این باتری ها مورد توجه محققان قرار گرفتند. در این میان، استفاده از انواع روش های شیمیایی نشانش مواد فعال در این باتری ها به کار گرفته شده اند که هرکدام سهم بسزایی در بهبود عملکرد آنها دارند. این روش ها را می توان در هرکدام از اجزای باتری اعم از کاتد، آند و الکترولیت به کار برد. بنابراین، در این مقاله مروری سعی شده تا با بررسی عوامل موثر در به کارگیری هرکدام از روش های شیمیایی، مقایسه و ارزیابی جامعی از این روش ها داشته و مناسب ترین گزینه برای بهبود عملکرد این باتری ها معرفی شوند.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیوم-گوگرد ، نشانش شیمیایی ، پدیده شاتل ، نشانش بخار شیمیایی