10月15日消息,材料科学资讯平台AZoM报道,一项发表于Nature Communications的研究提出「预嵌固-固氧化还原介体」(PE-SSRM)策略,同步改善了全固态锂硫电池的充电速度与循环稳定性。
该研究的核心做法是:将单质硫与碘按名义S8I2化学计量比在80℃下加热复合、自然冷却,形成非晶态硫-碘纳米复合物,再与介孔碳混合构建电极。碘在纳米尺度上与硫共存,通过可逆的碘氧化还原反应加速硫的转化动力学,相当于在固-固界面处预置了高密度的反应中转位点。
固态锂硫电池理论上兼具高比能量、高热安全性与低成本优势,且固态体系可抑制多硫化物穿梭导致的活性物质损失。但其痛点在于:放电产物硫化锂与单质硫的电子/锂离子电导率都很低,硫转化反应只能发生在活性物质、导电碳与固态电解质交汇的多相边界处,反应位点稀少限制了倍率性能;反复的体积变化还会在循环中破坏导电通路。
此前研究多采用外加氧化还原介体改善界面,但独立固态介体与含硫产物接触有限。PE-SSRM将介体「预埋」进硫基体内部,从材料工程层面缓解了固态转换电极的界面约束,为快充型固态锂硫电池的实用化提供了新路径。
(来源:AZoM)