Bateri litium sulfur (Li-S). teknologi menjanjikan simpanan tenaga generasi akan datang. Walau bagaimanapun, pengaliran litium polysulfide, kinetik redoks yang lembap dan pertumbuhan dendrit litium yang tidak terkawal mengehadkan kestabilan berbasikal.
Kumpulan penyelidikan yang diketuai oleh Prof Wu Zhongshuai dari Institut Fizik Kimia Dalian (DICP) dari Akademi Sains China mengembangkan nanosheet heterostruktur berasaskan niobium untuk katod sulfur yang ditindas polisulfida dan anod lithium bebas dendrit dalam kitaran panjang dan bateri Li-S tanpa elektrolit.
"Kami mengembangkan Nb berlubang kembar4N5-Nb2O5 heterostruktur, berfungsi sebagai hos dua fungsi untuk katod sulfur dipercepat redoks-kinetik dan anod litium yang dihambat dendrit secara serentak, ”kata Prof Wu.
Penutupan polysulfide dikurangkan kerana kecekapan penonjolan-penyebaran penukaran polysulfides Nb4N5-Nb2O5. Sementara itu, para penyelidik menggunakan sifat lithiophilic Nb yang berlubang4N5-Nb2O5 sebagai pengedar semula ion untuk pemendapan ion-Li yang homogen.
Bateri penuh Li-S menghadirkan kapasiti tinggi 5.0 mAh cm-2 pada pemuatan sulfur 6.9 mg cm-2, sesuai dengan nisbah kapasiti negatif hingga positif 2.4: 1 dan nisbah elektrolit hingga sulfur 5.1 μL mg-1.
Karya ini membuka jalan baru untuk meningkatkan Li-S berprestasi tinggi bateri ke arah aplikasi praktikal.