ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАКЕТНЫХ ЛИТИЙ-СЕРНЫХ ЯЧЕЕК. ВЛИЯНИЕ СИЛЫ СЖАТИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ МОДУЛЕЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучено влияние размеров электродов, конструкции ячеек, силы сжатия электродных модулей на импеданс и разрядные характеристики литий-серных ячеек. Показано, что лабораторные дисковые (Swagelok Cell) и пакетные (Pouch Cell) ячейки с идентичными электродами обладают различными электрохимическими характеристиками – сопротивлением переноса заряда, разрядной ёмкостью и длительностью циклирования. Установлено, что разрядная ёмкость на 1-м цикле у дисковых ячеек и пакетных ячеек различается примерно на 20%. В процессе циклирования уменьшение ёмкости ячеек пакетной конструкции происходит быстрее. Циклирование ячеек пакетной конструкции в сжатом состоянии (аналогично дисковым ячейкам) не приводит к улучшению электрохимических характеристик пакетных ячеек.

Об авторах

Дмитрий Владимирович Колосницын

Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Россия, 450054, г. Уфа, проспект Октября, д. 69

Надежда Васильевна Егорова

Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

ORCID iD: 0000-0002-8095-6832
Россия, 450054, г. Уфа, проспект Октября, д. 69

Алена Михайловна Ионина

Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

ORCID iD: 0009-0005-4842-7294
Россия, 450054, г. Уфа, проспект Октября, д. 69

Елена Владимировна Кузьмина

Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

ORCID iD: 0000-0002-3758-4762
Scopus Author ID: 6701413998
ResearcherId: A-9687-2011
Россия, 450054, г. Уфа, проспект Октября, д. 69

Елена Владимировна Карасёва

Институт органической химии Уфимского научного центра РАН

ORCID iD: 0000-0002-8447-7230
Scopus Author ID: 7005028309
450054, г. Уфа, пр-т Октября 71

Владимир Сергеевич Колосницын

Институт органической химии Уфимского научного центра РАН

ORCID iD: 0000-0003-1318-6943
450054, г. Уфа, пр-т Октября 71

Список литературы

  1. Deng W., Phung J., Li G., Wang X. Realizing high-performance lithium-sulfur batteries via rational design and engineering strategies. Nano Energy, 2021, vol. 82, pp. 2211–2234. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105761
  2. Chen Z. X., Hou L. P., Bi C. X., Cheng Q., Zhang X. Q., Li B. Q., Huang J. Q. Failure analysis of high-energy-density lithium-sulfur pouch cells. Energy Storage Materials, 2022, vol. 53, pp. 315–321. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.07.035
  3. Privaldos O. L. A., Lee C., Kim J. W., Lee J. Exploring failure mechanism studies for lithium-sulfur battery pouch cells. Current Opinion in Electrochemistry, 2024, vol. 45, article no. 101516. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2024.101516
  4. Dörfler S., Althues H., Härtel P., Abendroth Th., Schumm B., Kaskel S. Challenges and Key Parameters of Lithium-Sulfur Batteries on Pouch Cell Level. Joule, 2020, vol. 4, pp. 539–554. https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.02.006
  5. Jie Y., Tang C., Xu Y., Guo Y., Li W., Chen Y., Jia H., Zhang J., Yang M., Cao R., Lu Y., Cho J., Jiao S. Progress and Perspectives on the Development of Pouch-Type Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2023, vol. 63, iss. 7, article no. e202307802. https://doi.org/10.1002/anie.202307802
  6. Pathak A. D., Eunho C., Wonbong C. Towards the commercialization of Li-S battery: From lab to industry. Energy Storage Materials, 2024, vol. 72, article no. 103711. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103711
  7. Das S., Gupta N., Okpowe O., Choi A., Sweeny J., Olawale, Pol V. G. Optimization of the Form Factors of Advanced Li-S Pouch Cells. Small, 2024, vol. 20, iss. 31, article no. 202311850. https://doi.org/10.1002/smll.202311850
  8. Chen Y., Choi S., Su D., Gao X., Wang G. Self-standing sulfur cathodes enabled by 3D hierarchically porous titanium monoxide-graphene composite film for high-performance lithium-sulfur batteries. Nano Energy, 2018, vol. 47, pp. 331–339.
  9. Yang Y., Zheng G., Cui Y. Nanostructured sulfur cathodes. Chem. Soc. Rev., 2013, vol. 42, pp. 3018–3032.
  10. Feng X., Tan S., Xin S. Critical material and device parameters for building a beyond-500-Wh/kg lithium-sulfur battery. Next Materials, 2025, vol. 6, article no. 100395. https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2024.100395
  11. Ding N., Yang J., Li X., Liu Z., Zong Y. Engineering High-Performance Sulfur Electrode from Industrial Conductive Carbons. ACS Sustainable Chem. Eng., 2019, vol. 7, iss. 5, pp. 5515–5523.
  12. Canas N. A., Hirose K., Pascucci B., Wagner N., Friedrich K. A., Hiesgen R. Investigations of lithium-sulfur batteries using electrochemical impedance spectroscopy. Electrochimica Acta, 2013, vol. 97, pp. 42–51. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.02.101
  13. Capkova D., Knap V., Strakova Fedorkova A., Stroe D.-I. Analysis of 3.4 Ah lithium-sulfur pouch cells by electrochemical impedance spectroscopy. Journal of Energy Chemistry, 2022, vol. 72, pp. 318–325. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.05.026
  14. Kolosnitsyn V. S., Kuzmina E. V., Karaseva E. V., Mochalov S. E. A study of the electrochemical processes in lithium-sulphur cells by impedance spectroscopy. J. Power Sources, 2011, vol. 196, pp. 1478–1482. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.08.105.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).