Sulphur/PAN PVP Fibres Based Composite Material as Cathode for Li-S Batteries

Sulphur/PAN PVP Fibres Based Composite Material as Cathode for Li-S Batteries

Section reference: 
Year:
2021

Overall rating

Scientific work
100%
Design
100%
Discussion interaction
100%
UserScientific workDesignDiscussion interaction
Mgr. Veronika Niščáková100%100%100%
Frederika Chovancová100%100%-
RNDr. Lukáš Trizna100%100%100%
RNDr. Kristína Krochtová100%100%100%
ISBN: ISBN 978-80-972360-7-6

Sulphur/PAN PVP Fibres Based Composite Material as Cathode for Li-S Batteries

Katarína Gavalierová1 Dominika Capková1 Andrea Straková Fedorková1 Renáta Oriňaková1 Magdaléna Strečková2 Mária Hečková2
1Department of Physical Chemistry, Faculty of Science, Pavol Jozef Šafarik University in Košice, Moyzesova 11, 041 01 Košice, Slovakia
2Institute of Material Research, Slovak Academy of Sciences, Watsonova 47, 040 01 Košice, Slovakia
katarina.gavalierova@gmail.com

Nowadays, there is a huge demand for energy due to the population growth and technological progress. The researchers pay an intensive attention to the devices able to produce and store energy. Lithium-sulphur batteries represent this kind of device. Li-S batteries play a significant role in a development of rechargeable batteries. They are attractive adept due to their high theoretical capacity of sulphur (1672 mAh/g), abundance and non-toxicity of sulphur and low cost of sulphur. Li-S battery belongs to the conversion type of battery; it means new chemical compounds during electrochemical reactions. However, it is needed to solve some scientific problems, such as nonconductivity of sulphur and its volume increase during charge and discharge process [1, 2]. To solve these problems, composite materials based on sulphur are investigated. This work deals with sulphur/carbon composite as a cathode material for lithium-sulphur batteries. There are more forms of carbon which can be mixed with sulphur to improve the battery performance. Herein we report carbon microfibers prepared by electrospinning added to sulphur/CS2 solution as a composite cathode material.

Thanks: 

This publication was supported by the Operational program Integrated Infrastructure within the project: Innovative Solutions for Propulsion, Power and Safety Components of Transport Vehicles, 313011V334, cofinanced by the European Regional Development Fund and by the project VVGS vvgs-pf-2021-1756.

Sources: 

1. Yin Y., Xin S., Guo Y., Wan L.: Angewandte Chemie 52, 13186 (2013).
2. Strakova Fedorkova A., Kazda T.,Gavalierova K., Gomez-Romero P., Shembel E.: Int. J. Electrochem. Sci. 13, 551 (2018).

Discussion

veľmi pekná a zaujímavá práca a najmä má potenciál priniesť niečo nové, použiteľné a netoxické. Máte tam síce, ak som správne pochopil, uvedenú kapacitu vybíjania, ale neviem si to tak úplne predstaviť v časovom rozsahu. Aká je životnosť takejto batérie po nabití povedzme v hodinách? Bol by podľa Vás takýto článok cenovo a svojou životnosťou vhodný pre bežného používateľa?

Ďakujem za Váš komentár. Áno, mám uvedenú vybíjaciu kapacitu a pri takýchto meraniach sa nastavuje tzv. rýchlosť nabíjania/vybíjania (C-rate). Pri mojom experimente som mala nastavenú C/10, čo znamená že proces vybíjania trval 10 hodín. Obyčajne keď sa takáto baterka testuje, tak sa meria pri rôznych rýchlostiach, aby sa vedelo, pri ktorých podmienkach dosahuje najlepšie kapacity a zároveň tento údaj slúži aj na výpočet ďalších parametrov. V mojej práci uvádzam len prvý cyklus ako príklad, ale pri komplexnejších výskumoch sa baterky cyklujú dlhodobo, aby sa vedelo zistiť aká je životnosť a stabilita materiálu, ktorý skúmame.
Čo sa týka dostupnosti pre bežného používateľa, sú už známe spolupráce s komerčnými spoločnosťami, avšak zatiaľ ešte nie až na takej úrovni, aby sa k tomu vedel dostať bežný používateľ. Každopádne potenciál tu je značný a výskumy neustále prebiehajú.

Ďakujem za objasnenie, naozaj veľmi pekná prakticky aplikovateľná práca.