Литий-серная (Li-S) батарея technology является перспективным для хранения энергии следующего поколения. Однако челночное движение полисульфида лития, вялая окислительно-восстановительная кинетика и неконтролируемый рост дендритов лития ограничивают стабильность циклирования.
Исследовательская группа под руководством профессора Ву Чжуншуая из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук разработала нанолист на основе гетероструктуры ниобия (V) для катодов с сернистым подавлением полисульфидов и литиевых анодов без дендритов с длительным циклом. и Li-S батареи с обедненным электролитом.
«Мы разработали дырявую двойнорожденную Nb.4N5-Nb2O5 «Гетероструктура, служащая двойным функциональным хозяином как для катода из серы, ускоренной окислительно-восстановительной кинетикой, так и для литиевого анода, ингибированного дендритами», - сказал профессор Ву.
Запирание полисульфидов было уменьшено за счет ускоренной эффективности закрепления-диффузии-преобразования полисульфидов в Nb.4N5-Nb2O5. Между тем исследователи применили литиофильную природу дырявого Nb.4N5-Nb2O5 как ион-перераспределитель для гомогенного литий-ионного осаждения.
Полная батарея Li-S имеет высокую емкость 5.0 мАч · см.-2 при содержании серы 6.9 мг / смXNUMX-2, что соответствует соотношению отрицательной и положительной емкости 2.4: 1 и соотношению электролита к сере 5.1 мкл мг.-1.
Эта работа открывает новые возможности для повышения производительности Li-S. батареи к практическим приложениям.