锂硫(Li-S)是一种备受关注的化学物质,因为硫是一种丰富的元素,硫的转化具有极高的能量密度。然而,在转化过程中形成的几种中间多硫化物溶解会导致循环过程中性能迅速下降。近日,宾夕法尼亚州立大学王东海通过硫化聚磷腈和碳作为锂硫电池阴极的混合聚合物网络来解决这个问题。
本文要点:
1) 这种杂化聚合物网络具有丰富的重新结合和吸附解离硫物种的位点,可以避免可溶性多硫化物的形成,并实现独特的可逆插入转化反应。因此,该阴极在Li-S纽扣电池中实现了高容量(约900 mAh g−1)和优异的循环稳定性。
2) 此外,软包电池的预计能量密度为约300 Wh kg−1,150次循环后容量保持率为84.9%。该策略可以扩展到其他具有成本效益、可回收的聚合物,将硫基电池推向实际的储能应用。
Meng Liao et.al Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries Nature Sustainability 2024
DOI: 10.1038/s41893-024-01453-0
https://doi.org/10.1038/s41893-024-01453-0