De groeiende vraag naar krachtige energieopslagsystemen voor opkomende technologieën zoals elektrische voertuigen en kunstmatige intelligentie stimuleren de ontwikkeling van hoogwaardige batterijen. Als veelbelovende kandidaat voor batterijen van de volgende generatie, Li-S-batterijen hebben veel aandacht getrokken met een hoge specifieke capaciteit (1675 mAh g ^-1 ) en energiedichtheid (2600 Wh kg ^-1 ). Echter, de diffusie van polysulfide in elektrolyten veroorzaakt veranderingen in de structuur van de zwavelkathode tijdens ontladings-laadcycli, wat de commerciële toepassingen van Li-S-batterijen aanzienlijk beperkt.

Polymeer bindmiddel, als een essentieel onderdeel van elektroden, werkt om het actieve materiaal te binden en is gerelateerd aan de prestaties van batterijen. Helaas, het conventionele bindmiddel voldoet niet aan de eisen van opkomende batterijen. Bijvoorbeeld, het PVDF-bindmiddel vertoont een lage ionische geleidbaarheid van Li-ionen, slechte mechanische stabiliteit, en bijna geen remming op de shuttle van polysulfide, deze factoren beperken de toepassingen van Li-S-batterijen. Daarom, een ideaal polymeerbindmiddel dat het nadeel van conventionele bindmiddelen overwint, is dringend nodig voor Li-S-batterijen.

In nieuw onderzoek gepubliceerd in het in Peking gevestigde Nationale wetenschappelijke recensie , wetenschappers van het Soochow Institute for Energy and Materials Innovations for Lithium-sulphur Batteries in Suzhou, China presenteert de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van Single Lithium-ion Channel Polymer Binder voor Li-S-batterijen. Co-auteurs Chaoqun Niu, Jie Liu, Xiaowei Shen, Jinqiu Zhou, Tao Qian en Chenglin Yan rapporteren een nieuw polymeerbindmiddel met enkele lithium-ionkanalen die snel lithium-ionentransport mogelijk maken terwijl de shuttle van polysulfide-anionen wordt geblokkeerd. Deze studie rapporteert een nieuwe manier om een ​​polymeerbindmiddel te assembleren met een enkel lithium-ionkanaal voor het oplossen van het serieuze probleem van energieverzwakking van Li-S-batterijen.

Deze wetenschappers bevestigden het effect van het bereide polymeerbindmiddel op Li-S-batterijen door de polysulfideconcentratie in de elektrolyt en het behoud van de capaciteit van het apparaat tijdens de cyclus in realtime te volgen. "Het is bevestigd dat het polymeerbindmiddel het shuttle-effect van polysulfide-tussenproducten effectief immobiliseert door de in-situ UV-vis-meting." "Bovendien, de uitstekende hechting en mechanische stabiliteit van het bereide bindmiddel behouden de structurele integriteit van de sulfidekathode na ontladings-laadcycli. Deze resultaten tonen aan dat de veelbelovende verbetering van Li-S-batterijen door het voorbereide bindmiddel, en we geloven dat het gerapporteerde polymeerbindmiddel met enkele Li-ion-kanalen een van de meest effectieve strategieën is voor de high-energy Li-S-batterijen."