Le crescenti richieste di sistemi di accumulo di energia ad alte prestazioni per le tecnologie emergenti come i veicoli elettrici e l'intelligenza artificiale guidano lo sviluppo di batterie ad alte prestazioni. Come candidato promettente per le batterie di nuova generazione, Le batterie Li-S hanno attirato molta attenzione poiché hanno un'elevata capacità specifica (1675 mAh g ^-1 ) e densità di energia (2600 Wh kg ^-1 ). Però, la diffusione del polisolfuro negli elettroliti provoca cambiamenti nella struttura del catodo di zolfo durante i cicli di scarica-carica, che limita notevolmente le applicazioni commerciali delle batterie Li-S.

legante polimerico, come componente essenziale degli elettrodi, agisce per legare il materiale attivo ed è correlato alle prestazioni delle batterie. Sfortunatamente, il raccoglitore convenzionale non è riuscito a soddisfare i requisiti delle batterie emergenti. Per esempio, il legante PVDF mostra una bassa conduttività ionica degli ioni di litio, scarsa stabilità meccanica, e quasi nessuna inibizione sulla navetta del polisolfuro, questi fattori limitano le applicazioni delle batterie Li-S. Perciò, un legante polimerico ideale che superi l'inconveniente dei leganti convenzionali è urgentemente necessario per le batterie Li-S.

In una nuova ricerca pubblicata nella sede di Pechino Rassegna scientifica nazionale , scienziati del Soochow Institute for Energy and Materials Innovations for Lithium-Sulfur Batteries a Suzhou, La Cina presenta gli ultimi progressi nel legante polimerico a canale singolo agli ioni di litio per batterie Li-S. Co-autori Chaoqun Niu, Jie Liu, Xiaowei Shen, Jinqiu Zhou, Tao Qian e Chenglin Yan riportano un nuovo legante polimerico con singoli canali di ioni di litio che consente un rapido trasporto di ioni di litio bloccando la navetta degli anioni di polisolfuro. Questo studio riporta una nuova strada per assemblare un legante polimerico con un singolo canale agli ioni di litio per risolvere il grave problema dell'attenuazione dell'energia delle batterie Li-S.

Questi scienziati hanno confermato l'effetto del legante polimerico preparato sulle batterie Li-S monitorando la concentrazione di polisolfuro nell'elettrolita e il mantenimento della capacità del dispositivo in tempo reale durante il ciclo. "Si conferma che il legante polimerico immobilizza efficacemente l'effetto navetta degli intermedi di polisolfuro mediante la misurazione UV-vis in situ". "Inoltre, l'eccellente adesione e stabilità meccanica del legante preparato mantengono l'integrità strutturale del catodo di solfuro dopo i cicli di scarica-carica. Questi risultati dimostrano che il promettente miglioramento delle batterie Li-S da parte del legante preparato, e riteniamo che il legante polimerico segnalato con singoli canali agli ioni di litio sia una delle strategie più efficaci per le batterie Li-S ad alta energia".