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An Aluminum–Sulfur Battery with a Fast Kinetic Response

Abstract

The electrochemical performance of the aluminum‐sulfur (Al‐S) battery has very poor reversibility and a low charge/discharge current density owing to slow kinetic processes determined by an inevitable dissociation reaction from Al2Cl7 to free Al3+. Al2Cl6Br was used instead of Al2Cl7 as the dissociation reaction reagent. A 15‐fold faster reaction rate of Al2Cl6Br dissociation than that of Al2Cl7 was confirmed by density function theory calculations and the Arrhenius equation. This accelerated dissociation reaction was experimentally verified by the increase of exchange current density during Al electro‐deposition. Using Al2Cl6Br instead of Al2Cl7, a kinetically accelerated Al‐S battery has a sulfur utilization of more than 80 %, with at least four times the sulfur content and five times the current density than that of previous work.

Ein großes Problem von Al‐S‐Batterien ist ihre langsame Kinetik, die geringe Lade‐/Entladestromdichten und einen geringen Schwefelgehalt bedingt. Zusammenhänge zwischen elektrochemischer Kinetik und Elektrolyt wurden untersucht, vor allem um den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt (Dissoziation der Al2X7‐Ionen im Elektrolyt) zu beschleunigen. Al2Cl6Br dissoziiert schneller als Al2Cl7 und liefert dadurch ein leistungsfähigeres System.

Autoren:   Huicong Yang, Lichang Yin, Ji Liang, Zhenhua Sun, Yuzuo Wang, Hucheng Li, Kuang He, Lipo Ma, Zhangquan Peng, Siyao Qiu, Chenghua Sun, Hui‐Ming Cheng, Feng Li
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2018
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201711328
Erscheinungsdatum:   16.01.2018
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