Elektrodové materiály pro akumulátory lithium-síra

Abstract

Táto dizertačná práca je zameraná na výskum elektródových materiálov pre lithium-sírové (Li-S) akumulátory, s dôrazom na optimalizáciu procesu prípravy kladných elektród prostredníctvom úprav jednotlivých technických krokov výrobného procesu a výberu vhodného spojiva. Teoretická časť práce sa venuje terminológii a problematike batérií s dôrazom na batérie Li-S, ich princíp fungovania, nedostatky, kritické parametre pre komercializáciu a existujúci výskum v tejto oblasti. Praktická časť práce sa zaoberá vplyvom lisovacieho tlaku použitého pri výrobe kladných elektród na elektrochemické vlastnosti výsledných Li-S článkov. V ďalšej časti práce je skúmaný vplyv použitého spojiva na výsledné elektrochemické vlastnosti. V nasledujúcich častiach je analyzovaný vplyv hrúbky vrstvy elektródového materiálu a pomer jeho jednotlivých zložiek (C/S) na výsledné elektrochemické vlastnosti Li-S článku. Na základe nameraných výsledkov boli identifikované optimálne podmienky pre prípravu kladných elektród Li-S článkov vzhľadom k jednotlivým technickým krokom výrobného procesu.This thesis is focused on the research of electrode materials for lithium-sulphur (Li-S) batteries, with an emphasis on the optimization of the process of preparation of positive electrodes through the modification of the individual technical steps of the manufacturing process and the selection of a suitable binder. The theoretical part of the thesis is devoted to terminology and battery issues with emphasis on Li-S batteries, their working principle, shortcomings, critical parameters for commercialization and existing research in this field. The practical part of the thesis deals with the influence of the compression pressure used in the production of positive electrodes on the electrochemical properties of the resulting Li-S cells. In the next part of the thesis, the influence of the binder used on the resulting electrochemical properties is investigated. In the following sections, the influence of the thickness of the electrode material layer and the ratio of its individual components (C/S) on the resulting electrochemical properties of the Li-S cell is analyzed. On the basis of the measured results, the optimum conditions for the preparation of the positive electrodes of the Li-S cells have been identified with respect to the individual technical steps of the manufacturing process.