chimica di nanosheet di eterostruttura bifunzionale a base di niobio (V) verso batterie piene di litio-zolfo ad alta efficienza ad elettrolita magro. Credito:SHI Haodong
La tecnologia delle batterie al litio-zolfo (Li-S) è promettente per lo stoccaggio di energia di prossima generazione. Però, spostamento del polisolfuro di litio, cinetica redox lenta, e la crescita incontrollabile dei dendriti di litio limitano la stabilità del ciclo.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wu Zhongshuai del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato nanosheet di eterostruttura a base di niobio (V) per catodi di zolfo soppressi da polisolfuri e anodi di litio senza dendriti a ciclo lungo e batterie Li-S a elettrolita povero.
Questo studio è stato pubblicato in Materiali funzionali avanzati .
"Abbiamo sviluppato un gemello bucato Nb 4 n 5 -Nb 2 oh 5 eterostruttura, fungendo da ospite a doppia funzione sia per il catodo di zolfo accelerato dalla cinetica redox che per l'anodo di litio inibito dai dendriti contemporaneamente, " ha detto il prof. Wu.
La chiusura dei polisolfuri è stata alleviata grazie all'efficienza accelerativa di ancoraggio-diffusione-conversione dei polisolfuri di Nb 4 n 5 -Nb 2 oh 5 . Nel frattempo, i ricercatori hanno applicato la natura litiofila del buco Nb 4 n 5 -Nb 2 oh 5 come ridistributore di ioni per la deposizione omogenea di ioni di litio.
La batteria Li-S full ha presentato un'elevata capacità areale di 5,0 mAh cm -2 con carico di zolfo di 6,9 mg cm -2 , corrispondente a un rapporto capacità negativo/positivo di 2,4:1 e un rapporto elettrolita/zolfo di 5,1 μL mg -1 .
Questo lavoro apre una nuova strada per potenziare le batterie Li-S ad alte prestazioni verso applicazioni pratiche.
