Elektrokemijske meritve Li-S akumulatorjev in karakterizacija pripravljenih katodSpasevska, Elena (Avtor) Genorio, Boštjan (Mentor) litij-žveplovi akumulatorjižveplove katodekarakterizacija katod.S hitrim razvojem družbe je danes potreba po uporabi prenosnih elektronskih naprav z učinkovitejšimi akumulatorji velikih zmogljivosti očitna. Litij-žveplovi akumulatorji sodijo med najobetavnejše kandidate za prevzem primata Li-ion akumulatorju, predvsem zaradi veliko višje teoretične gostote energije v primerjavi s komercialnega Li-ion akumulatorja, višje teoretične specifične kapacitete, nizke cene aktivnih materialov (bogate naravne rezerve žvepla na Zemlji) in majhnega vpliva na okolje. Posledično litij-žveplovi akumulatorji v zadnjem desetletju sodijo med ene najpomembnejših in zelo obširno raziskanih akumulatorjev. Čeprav ima ta sistem številne prednosti, ima tudi nekaj bistvenih pomanjkljivosti, med katerimi so neprevodnost aktivnega katodnega materiala, odtapljanje litijevih polisulfidov, redoks prenos naboja prek litijevih polisulfidov[1] oziroma mehanizem »shuttle« (angl. Shuttle efect) in dendritska rast litija [2]. V sklopu raziskovalnega dela magistrskega dela so bile opravljene elektrokemijske meritve litij-žveplovih akumulatorjev, sestavljenih iz katodnih materialov različne sestave. V raziskavi uporabljene katode so narejene tako, da je žveplo impregnirano v grafen oksidne (GO) strukture v različnih razmerjih C in S. Izvedba akumulatorske celice, uporabljene v raziskavi, je t. i. vrečasta celica »coffee-bag«. Sestavljanje akumulatorja se je izvedlo v suhi komori z argonovo atmosfero, brez prisotnosti kisika in vode. Celice so bile testirane na določeno število ciklov polnjenja/praznjenja, podatki pa so bili obdelani z uporabo programa Origin. Postopki priprave materialov, sestavljanje akumulatorske celice, uporabljene kemikalije in oprema so predstavljeni v poglavju Eksperimentalni del. V teoretičnem delu magistrskega dela so predstavljeni osnove elektrokemije in karakteristike elektrokemijskih celic, princip delovanja litij-ionskih akumulatorjev, princip delovanja litij-žveplovih akumulatorjev ter delovanje katodnega materiala, elektrolita in separatorja. Rezultati meritev in z njimi povezane raziskave katodnih materialov v litij-žveplovih akumulatorjih so povzeti z vidika izboljšanja elektrokemijskega obnašanja akumulatorja, iskanja optimalne sestave katode med pripravljenimi kompozitnimi materiali in primerjave z akumulatorji, pripravljenimi na osnovi infiltracije žvepla v komercialne ogljikove materiale. Končni rezultat je bil naslednji: preiskovane katode so se izkazale kot neprevodne oziroma žveplo ni sodelovalo v elektrokemijski reakciji. Razlog, zakaj so bile katode neprevodne, je najverjetneje nepotečena reakcija disproporcionacije ter parcialna redukcija grafen oksida.20212021-01-20 14:45:01Magistrsko delo/naloga124413sl