La technologie des batteries au lithium-soufre (Li-S) est prometteuse pour le stockage d'énergie de nouvelle génération. Cependant, navette de polysulfure de lithium, cinétique redox lente, et la croissance incontrôlable des dendrites de lithium limitent la stabilité du cycle.

Un groupe de recherche dirigé par le professeur Wu Zhongshuai de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences a développé une nanofeuille d'hétérostructure à base de niobium (V) pour des cathodes de soufre à suppression de polysulfures et des anodes de lithium sans dendrite dans un cycle long et des batteries Li-S à électrolyte pauvre.

Cette étude a été publiée dans Matériaux fonctionnels avancés .

"Nous avons développé un jumeau troué Nb 4 N 5 -Nb 2 O 5 hétérostructure, servant d'hôte à double fonction à la fois pour la cathode au soufre accélérée par la cinétique redox et pour l'anode au lithium inhibée par les dendrites simultanément, " a déclaré le professeur Wu.

La fermeture des polysulfures a été atténuée en raison de l'efficacité d'ancrage-diffusion-conversion accélérée des polysulfures du Nb 4 N 5 -Nb 2 O 5 . Pendant ce temps, les chercheurs ont appliqué la nature lithiophile du Holey Nb 4 N 5 -Nb 2 O 5 en tant que redistributeur d'ions pour un dépôt homogène de Li-ion.

La batterie complète Li-S présentait une capacité surfacique élevée de 5,0 mAh cm ^-2 à une charge de soufre de 6,9 ​​mg cm ^-2 , correspondant à un rapport de capacité négatif à positif de 2,4:1 et un rapport électrolyte à soufre de 5,1 L mg ^-1 .

Ces travaux ouvrent une nouvelle voie pour faire évoluer les batteries Li-S hautes performances vers des applications pratiques.