De växande kraven på högpresterande energilagringssystem för nya tekniker som elfordon och artificiell intelligens driver utvecklingen av högpresterande batterier. Som en lovande kandidat för nästa generations batterier, Li-S-batterier har uppmärksammats med en hög specifik kapacitet (1675 mAh g ^-1 ) och energitäthet (2600 Wh kg ^-1 ). Dock, diffusionen av polysulfid i elektrolyter orsakar förändringar i svavelkatodens struktur under urladdnings-laddningscykler, vilket i hög grad begränsar de kommersiella tillämpningarna av Li-S-batterier.

Polymerbindemedel, som en viktig komponent i elektroder, verkar för att binda det aktiva materialet och är relaterat till batteriets prestanda. Tyvärr, det konventionella bindemedlet har inte uppfyllt kraven för nya batterier. Till exempel, PVDF-bindemedlet uppvisar låg jonledningsförmåga för Li-joner, dålig mekanisk stabilitet, och nästan ingen hämning av transporten av polysulfid, dessa faktorer begränsar tillämpningarna av Li-S-batterier. Därför, ett idealiskt polymerbindemedel som övervinner nackdelen med konventionella bindemedel är akut nödvändig för Li-S-batterier.

I ny forskning publicerad i Peking-baserade National Science Review , forskare vid Soochow Institute for Energy and Materials Innovations för litium-svavelbatterier i Suzhou, Kina presenterar de senaste framstegen inom Single Litium-ion Channel Polymer Binder för Li-S-batterier. Medförfattare Chaoqun Niu, Jie Liu, Xiaowei Shen, Jinqiu Zhou, Tao Qian och Chenglin Yan rapporterar om ett nytt polymerbindemedel med enkla litiumjonkanaler som möjliggör snabb litiumjontransport samtidigt som de blockerar transporten av polysulfidanjoner. Denna studie rapporterar en ny väg för att montera ett polymerbindemedel med en enda litiumjonkanal för att lösa det allvarliga problemet med energidämpning av Li-S-batterier.

Dessa forskare bekräftade effekten av det beredda polymerbindemedlet på Li-S-batterier genom att övervaka polysulfidkoncentrationen i elektrolyten och behålla enhetens kapacitet i realtid under cykeln. "Polymerbindemedlet bekräftas för att effektivt immobilisera skytteleffekten av polysulfidmellanprodukter genom UV-vis-mätningen på plats." "Dessutom, den utmärkta vidhäftningen och den mekaniska stabiliteten hos beredd bindemedel bibehåller sulfidkatodens strukturella integritet efter urladdnings-laddningscykler. Dessa resultat visar att den lovande förbättringen av Li-S-batterier med det förberedda bindemedlet, och vi tror att det rapporterade polymerbindemedlet med enstaka Li-ion-kanaler är en av de mest effektiva strategierna för Li-S-batterier med hög energi. "