Bateria de enxofre de lítio (Li-S) tecnologia é promissor para o armazenamento de energia da próxima geração. No entanto, o transporte de polissulfeto de lítio, a cinética redox lenta e o crescimento incontrolável de dendritos de lítio limitam a estabilidade do ciclo.
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wu Zhongshuai do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu nanofolha de heteroestrutura baseada em nióbio (V) para cátodos de enxofre suprimidos por polissulfetos e ânodos de lítio livres de dendrito em ciclos longos e baterias de eletrólito pobre de Li-S.
“Nós desenvolvemos um holey Nb gêmeo4N5-Nb2O5 heteroestrutura, servindo como hospedeiro dual-funcional para o cátodo de enxofre com cinética redox acelerada e ânodo de lítio inibido por dendrita simultaneamente ”, disse o Prof. Wu.
O fechamento de polissulfeto foi aliviado devido à eficiência acelerativa de ancoragem-difusão-conversão de polissulfetos de Nb4N5-Nb2O5. Enquanto isso, os pesquisadores aplicaram a natureza litiofílica do holey Nb4N5-Nb2O5 como redistribuidor de íons para deposição homogênea de íons de lítio.
A bateria Li-S cheia apresentou uma alta capacidade de área de 5.0 mAh cm-2 com carga de enxofre de 6.9 mg cm-2, correspondendo à razão de capacidade negativa para positiva de 2.4: 1 e eletrólito para uma razão de enxofre de 5.1 μL mg-1.
Este trabalho abre um novo caminho para impulsionar Li-S de alto desempenho baterias para aplicações práticas.