Mempromosikan kinerja laju baterai lithium-sulfur berbasis elektrolit yang terlarut lemah

Abstrak
Baterai litium-sulfur (Li-S) merupakan perangkat penyimpanan energi generasi berikutnya yang menjanjikan karena kepadatan energi teoritisnya sebesar 2600 Wh kg−1. Penggunaan elektrolit yang terlarut lemah (WSE) secara efektif mengurangi efek shuttle polisulfida dan meningkatkan masa pakai siklus. Namun, kinetika katode sulfur dalam WSE sangat lambat sehingga menghasilkan kinerja laju yang menurun. Di sini, kinetika katode sulfur dari baterai Li-S berbasis WSE diselidiki secara sistematis untuk membantu meningkatkan kinerja laju dalam sel kantong praktis. Secara konkret, kinetika katode yang lambat dari proses pengisian sebelumnya diidentifikasi sebagai batasan utama untuk kehilangan kapasitas pelepasan spesifik pada laju yang tinggi. Dekopling polarisasi lebih lanjut menunjukkan polarisasi aktivasi yang sesuai dengan oksidasi polisulfida menjadi sulfur unsur yang merupakan tantangan kinetik yang dominan. Dengan demikian, strategi mediasi redoks diusulkan untuk mempercepat kinetika transfer muatan oksidasi polisulfida dalam WSE. Sel kantong 3 Ah-level berputar stabil di bawah laju tinggi 0,2 C, dan sel kantong 5 Ah-level mencapai kepadatan energi aktual 470 Wh kg−1. Karya ini memperdalam pemahaman kinetika katode sulfur dalam WSE dan menyoroti strategi mediasi redoks dalam mencapai baterai Li–S dengan kepadatan energi tinggi dan laju tinggi.