Lithium-Schwefel-Batterie (Li-S). Technologie ist vielversprechend für die Energiespeicherung der nächsten Generation. Allerdings schränken Lithiumpolysulfid-Pendelbewegungen, träge Redoxkinetik und unkontrollierbares Lithiumdendritenwachstum die Zyklenstabilität ein.
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Wu Zhongshuai vom Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte auf Niob (V) basierende Heterostruktur-Nanoblätter für polysulfid-unterdrückte Schwefelkathoden und Dendriten-freie Lithium-Anoden in langen Zyklen und Magerelektrolyt-Li-S-Batterien.
„Wir haben ein Zwillingsgeborenes entwickelt4N5-Nb2O5 Heterostruktur, die gleichzeitig als dualer funktioneller Wirt sowohl für die redoxkinetikbeschleunigte Schwefelkathode als auch für die Dendriten-inhibierte Lithiumanode dient “, sagte Prof. Wu.
Polysulfid-Shutting wurde aufgrund der beschleunigenden Polysulfid-Anker-Diffusions-Umwandlungs-Effizienz von Nb . gemildert4N5-Nb2O5. In der Zwischenzeit wandten die Forscher die lithiophile Natur von löchrigem Nb . an4N5-Nb2O5 als Ionen-Redistributor zur homogenen Li-Ionen-Abscheidung.
Der Li-S-Vollakku präsentierte eine hohe Flächenkapazität von 5.0 mAh cm-2 bei Schwefelbelastung von 6.9 mg cm-2entsprechend einem Verhältnis von negativer zu positiver Kapazität von 2.4: 1 und einem Verhältnis von Elektrolyt zu Schwefel von 5.1 & mgr; l mg-1.
Diese Arbeit ebnet einen neuen Weg zur Steigerung von Hochleistungs-Li-S Batterien hin zu praktischen Anwendungen.