Lithium-zwavel (Li-S) batterijtechnologie is veelbelovend voor energieopslag van de volgende generatie. Echter, lithium polysulfide pendelen, trage redoxkinetiek, en oncontroleerbare lithiumdendrietgroei beperken de cyclusstabiliteit.

Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wu Zhongshuai van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een op niobium (V) gebaseerde heterostructuur nanosheet ontwikkeld voor polysulfiden-onderdrukte zwavelkathodes en dendrietvrije lithiumanodes bij lange cycli en lean-elektrolyt Li-S-batterijen.

Deze studie is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .

"We ontwikkelden een tweeling-holey Nb ₄ N ₅ -Nb ₂ O ₅ heterostructuur, dienen als dual-functionele gastheer voor zowel redox-kinetiek-versnelde zwavel kathode en dendriet-geremde lithium anode gelijktijdig, " zei prof. Wu.

Polysulfide-afsluiting werd verlicht vanwege de versnellende polysulfiden verankering-diffusie-omzettingsefficiëntie van Nb ₄ N ₅ -Nb ₂ O ₅ . In de tussentijd, de onderzoekers pasten de lithiofiele aard van holey Nb . toe ₄ N ₅ -Nb ₂ O ₅ als een ion-herverdeler voor homogene Li-ion depositie.

De volledige Li-S-batterij had een hoge oppervlaktecapaciteit van 5,0 mAh cm ^-2 bij zwavelbelasting van 6,9 mg cm ^-2 , overeenkomend met een negatieve tot positieve capaciteitsverhouding van 2,4:1 en een verhouding van elektrolyt tot zwavel van 5,1 L mg ^-1 .

Dit werk effent een nieuwe weg voor het stimuleren van krachtige Li-S-batterijen naar praktische toepassingen.