As crescentes demandas por sistemas de armazenamento de energia de alto desempenho para tecnologias emergentes, como veículos elétricos e inteligência artificial, impulsionam o desenvolvimento de baterias de alto desempenho. Como um candidato promissor de baterias de próxima geração, As baterias Li-S têm recebido muita atenção com uma alta capacidade específica (1675 mAh g ^-1 ) e densidade de energia (2600 Wh kg ^-1 ) Contudo, a difusão de polissulfeto em eletrólitos causa mudanças na estrutura do cátodo de enxofre durante os ciclos de descarga-carga, o que limita bastante as aplicações comerciais das baterias Li-S.

Aglutinante de polímero, como um componente essencial dos eletrodos, atua para unir o material ativo e está relacionado ao desempenho das baterias. Infelizmente, o aglutinante convencional falhou em atender aos requisitos de baterias emergentes. Por exemplo, o ligante de PVDF exibe baixa condutividade iônica de íons de lítio, fraca estabilidade mecânica, e quase nenhuma inibição na lançadeira de polissulfeto, esses fatores limitam as aplicações das baterias Li-S. Portanto, um aglutinante de polímero ideal que supere a desvantagem dos aglutinantes convencionais é urgentemente necessário para baterias de Li-S.

Em uma nova pesquisa publicada no National Science Review , cientistas do Instituto Soochow para Inovações em Energia e Materiais para Baterias de Lítio-Enxofre em Suzhou, A China apresenta os mais recentes avanços em ligante de polímero de canal único de íon de lítio para baterias de Li-S. Co-autores Chaoqun Niu, Jie Liu, Xiaowei Shen, Jinqiu Zhou, Tao Qian e Chenglin Yan relatam um novo aglutinante de polímero com canais únicos de íons de lítio, permitindo o transporte rápido de íons de lítio enquanto bloqueia o transporte de ânions polissulfeto. Este estudo relata uma nova via para montar um aglutinante de polímero com canal único de íon-lítio para resolver o sério problema de atenuação de energia das baterias de Li-S.

Esses cientistas confirmaram o efeito do aglutinante de polímero preparado nas baterias de Li-S monitorando a concentração de polissulfeto no eletrólito e a retenção da capacidade do dispositivo em tempo real durante o ciclo. "O ligante de polímero é confirmado para imobilizar efetivamente o efeito de transporte de intermediários de polissulfeto pela medição UV-vis in-situ." "Além disso, a excelente adesão e estabilidade mecânica do ligante preparado mantém a integridade estrutural do cátodo de sulfeto após os ciclos de descarga-carga. Estes resultados demonstram que a melhoria promissora das baterias de Li-S pelo ligante preparado, e acreditamos que o aglutinante de polímero relatado com canais únicos de íons de lítio é uma das estratégias mais eficazes para as baterias de Li-S de alta energia. "