Hình ảnh thời gian thực cho thấy dòng điện giải trong pin lithium-lưu huỳnh

Một nhóm nghiên cứu tại Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) đã tiên phong sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp neutron operando để quan sát, trong thời gian thực, cách các chất điện phân lỏng di chuyển bên trong các pin lithium-lưu huỳnh (Li-S) dạng túi thực tế chứa lượng điện phân ít. Kỹ thuật hình ảnh đột phá này cho phép nhóm nghiên cứu quan sát sự thay đổi phân bố chất điện phân trong quá trình hoạt động của pin mà không làm hỏng các tế bào, cung cấp những hiểu biết quan trọng về hành vi thấm ướt ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của pin. Pin Li-S, nổi tiếng với khả năng cung cấp hơn 700 Wh/kg—gấp hơn hai lần mật độ năng lượng của pin lithium-ion thông thường—được xem là đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong hàng không vũ trụ, robot và xe điện, một phần nhờ vào sự phong phú và chi phí thấp của lưu huỳnh. Nghiên cứu cho thấy việc thấm ướt chất điện phân không hoàn chỉnh, đặc biệt trong các giai đoạn nghỉ, dẫn đến các vùng không được thấm ướt có thể làm tăng tốc độ suy giảm pin. Tuy nhiên, các chu kỳ sạc và xả đã cải thiện tính đồng nhất của chất điện phân và kích hoạt lưu huỳnh, nâng cao dung lượng. Các nhà nghiên cứu cũng đã xác định được các mẫu thấm ướt đặc biệt “hít vào” và “thở ra” tương ứng...