Récemment, des groupes de recherche dirigés par le professeur Liu Jian et le professeur Wu Zhongshuai de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences ont développé Fe 1 fois Des sphères de carbone mésoporeuses décorées en S comme nanoréacteur pour une cathode de batterie lithium-soufre. Le nanoréacteur a montré une excellente activité catalytique de polysulfure et une stabilité cyclique. L'étude a été publiée dans Matériaux énergétiques avancés le 16 avril.

Les batteries lithium-soufre ont une densité énergétique théorique élevée de 2600 Wh kg ^-1 et capacité théorique de 1675 mAh g ^-1 . Cependant, la lente dynamique de réaction de conversion du soufre dans le processus de chargement et de déchargement conduit à un faible taux d'utilisation du soufre et à un effet navette important. Cela réduit encore la capacité et la stabilité des batteries lithium-soufre.

Par conséquent, un système électrocatalytique raisonnablement conçu réaliserait une transformation catalytique stable et efficace du polysulfure sous une charge élevée en soufre, résultant en une stabilité cyclique élevée. Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont conçu un nanoréacteur de carbone mésoporeux décoré de Fe hautement dispersé 1 fois Nanoparticules d'électrocatalyseur S (Fe 1 fois S-NC), et l'a appliqué comme cathode de batterie lithium-soufre pour une activité catalytique élevée et une charge élevée en soufre.

Le nanoréacteur a une faible densité de masse, haute porosité, et un électrocatalyseur hautement dispersé, ce qui améliore significativement la capacité d'adsorption et de conversion catalytique des polysulfures. Les chercheurs ont découvert qu'il n'y avait pratiquement pas de décroissance de la capacité de Fe 1 fois S-NC à partir d'une valeur initiale de 1070 mAh g ^-1 après 200 cycles et sous une densité de courant de 0,5 C.

« La stratégie de conception de nanoréacteurs fournit un nouveau protocole pour la construction de batteries rechargeables de haute capacité et à cycle long, " a déclaré le professeur Liu. " Cela ouvrira également la voie à la conception de batteries Li-métal plus sûres et à haute densité énergétique. "