Катод обрабатывает полисульфидный шаттл в Li-S батарее

Литий-серные элементы могут сохранять кулоновскую эффективность> 95% в течение 80 циклов зарядки при> 300 Вт · ч / кг, согласно данным Гонконгского университета науки и технологий, который работает над новой конструкцией катода.

Электрохимия лития в паре с серой (дешевый материал) делает комбинацию желательной для легких аккумуляторов большой емкости, но эти элементы пока что не очень приятны.

«По данным университета, все еще существует большой разрыв между лабораторными исследованиями и коммерциализацией технологии в промышленных масштабах. «Одна из ключевых проблем — это полисульфидный челночный эффект Li-S батарей, который вызывает прогрессирующую утечку активного материала с катода и коррозию лития, что приводит к короткому жизненному циклу. Другие проблемы включают уменьшение количества электролита в батарее при сохранении стабильной работы батареи ».

Чтобы решить эти проблемы, команда профессора Чжао Тяньшоу в сотрудничестве с международными исследователями разработала катод с пористым основанием, который может вместить необходимую серу, удерживая активные центры для борьбы с полисульфидом — последний снижает эффект челнока и коррозию металлического лития.

Более подробно, наночастицы ZnS и одноатомный катализатор Co-NC образуют сайты связывания на двух концах внутри пористого хозяина, которые иммобилизуют и каталитически превращают полисульфидные промежуточные соединения во время цикла.

Высокоупорядоченные макропоры увеличивают ионный транспорт при высоком содержании серы за счет образования достаточных трехфазных границ между катализатором, проводящим носителем и электролитом, уменьшая образование недоступной серы.