Project R-12186

De eigenaardigheden van kinetiek en transportverschijnselen in lithium-zwavelbatterijen (Onderzoek)

Lithium-zwavel technologie kan eindelijk een batterij realiseren die verder gaat dan lithium-ion, die milieuvriendelijker is en met een veel hogere energiedichtheid en lagere prijs. Jammer genoeg wordt de rijping van deze veelbelovende technologie in hoge mate gehinderd door de ongewenste afgifte en mobiliteit van de polysulfidesoort in de bulk van elektrolyt. Er bestaat consensus binnen de batterijgemeenschap dat deze soorten een snelle mobiliteit in de elektrolyt hebben, wat leidt tot een laag zwavelgebruik, een hoge mate van zelfontlading en een korte levensduur van de batterij. Verrassend, maar tot op heden, is er een zeer beperkt kwantitatief inzicht over de modificaties die zijn uitgeleend aan de (elektro) chemische kinetiek en transportverschijnselen aan respectievelijk het zwavel / elektrolyt grensvlak en het elektrolietvolume in de aanwezigheid van buitenaardse polysulfidesoorten. Het experimentele / theoretische begrip van dergelijke effecten is zeer cruciaal voor een optimaal ontwerp en optimalisatie van de zwavelporeuze elektroden en elektrolyt-formuleringen vóór de commercialisering van duurzame lithium-zwavelbatterijen in toepassingen zoals stationaire opslag. Om deze kenniskloof te vullen, beoogt het huidige project een reeks goed gedefinieerde experimenten te combineren met de fysica gebaseerde modellering om een kwantitatief inzicht te verkrijgen over de verouderingsverschijnselen en chemische / fysische evoluties @ zwavelelektroden tijdens (ont)lading.

01 november 2021 - 31 oktober 2023