Figure 1. Matériau carbone / soufre non revêtu (b) Matériau carbone / soufre parfaitement enveloppé (avant l'assemblage de la batterie) (c) Carbone défectueux / Matière sulfurique (avant l'assemblage de la batterie) (D) Matériau carbone / soufre in situ.
Figure 2. (a) Diagramme de l'emballage in situ (B) Matériau carbone / soufre non revêtu, (c) Matériau carbone / soufre défectueux dans l'emballage et (d) TEM in situ Fig. (E) Diagramme de performance à cycle long de matériaux carbonés / soufrés in situ emballés in situ.
Avec le développement de la société et la technologie, la demande humaine pour la technologie électrochimique de stockage d'énergie augmente jour après jour, les chercheurs recherchent la prochaine génération de batteries secondaires avec énergie spécifique plus élevée.Lithium sulfur batterie utilise le soufre comme matériau actif cathodique, à base de soufre Réaction électrochimique réversible avec le lithium pour atteindre le stockage et la libération de l'énergie, le rapport massique théorique de l'énergie jusqu'à 2600 Wh / kg, est actuellement de 3 à 5 fois la batterie lithium-ion devrait être utilisé dans les batteries électriques, produits électroniques portables Cependant, le problème de la courte durée de vie du cycle causé par l'effet de la navette polysulfure à l'intérieur limitera son application pratique à l'avenir.
Récemment, les chercheurs Suzhou Institute of Technology Nano et Nano-Bionics, l'Académie chinoise de Chen Li Yiwei, le groupe de recherche a fait de nouveaux progrès dans l'étude de matériau de cathode de la batterie lithium-soufre. Les chercheurs ont démontré la nouvelle stratégie qui est différent du matériau de cathode classique de soufre emballé. Général le revêtement d'une stratégie consiste à préparer une couche de revêtement extérieure de particules de matériau d'électrode positive de soufre, ce matériau est ensuite préparé avec une électrode positive et une pile a été assemblée avec l'électrolyte est difficile de surmonter la contradiction existe une stratégie classique de revêtement: si les particules de matière se rassemblent avant que la batterie a été recouverte d'une couche de placage parfait, la solution d'électrolyte sera difficile de se diffuser dans le matériau intérieur, provoquant ainsi l'intérieur du soufre ne peut pas participer au processus de charge et de décharge; si le matériau de revêtement intermédiaire est pas parfaite, alors le processus de charge-décharge plus sulfure diffusé à partir du matériau de l'électrode positive va sortir, ce qui provoque l'effet de la navette. dans ce nouveau travail, les chercheurs imperfections de la couche de croissance sur la couche préalablement pré-revêtement de carbone / soufre des particules composites (matériau de trou de préparation contenant Complété), l'électrode positive préparée à partir de ce matériau et l'électrolyte contenant un additif spécial ensemble dans une batterie dans l'infiltration d'électrolyte de carbone / Pendant ce temps, les particules, l'additif réagit avec la couche pré-enduite, pour former ainsi une couche de revêtement extérieure dense en particules in situ.
Cette stratégie évite les inconvénients de revêtement de moyens classiques, non seulement pour réaliser in situ l'infiltration du matériau d'électrolyte, tout en limitant la diffusion de polysulfures. Les résultats montrent que la nouvelle pile au lithium-soufre revêtu politique Coulomb l'efficacité et la durée de vie est améliorée de manière significative. batterie assemblée présente une excellente stabilité de cycle à un taux de décharge élevé de 1000 cycles à une densité de courant de 1 C, un taux d'évanouissement dû à la capacité de cycle était de 0,03%. Des résultats pertinents ont été publiés dans Nature Communications (8 479,2017).
Ce travail a été soutenu par l'Académie chinoise des sciences des projets pilotes scientifiques et technologiques, les principaux programmes de recherche et de développement du ministère de la Science et de la technologie, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.
