Óxido de grafeno como inmovilizador de azufre en celdas de litio/azufre de alto rendimiento

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Almacenamiento de energía Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías recargables de litio-azufre (Li-S) sufren un desgaste de capacidad debido a la disolución del polisulfuro.
• Esta disolución conduce a la pérdida de material de cátodo de azufre activo, lo que limita la vida útil de la batería.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque químico para inmovilizar azufre y polisulfuros en células Li-S.
• Para mejorar la estabilidad y la capacidad reversible de las baterías Li-S.

Principales métodos:

• Utilizando grupos funcionales reactivos en el óxido de grafeno para unir químicamente azufre y polisulfuros.
• Empleando una simple estrategia de deposición de reacción química seguida de un tratamiento térmico a baja temperatura.
• Creación de una capa de azufre uniforme y delgada (decenas de nanómetros) en las láminas de óxido de grafeno.

Principales resultados:

• Se logró una fuerte interacción entre el óxido de grafeno y el azufre/polisulfuro, evitando efectivamente la disolución.
• Se ha demostrado que las células Li-S tienen una alta capacidad reversible que oscila entre 950 y 1400 mA hg−1.1.
• Exhibió un rendimiento de ciclo estable durante más de 50 ciclos profundos a una velocidad de 0.1C.

Conclusiones:

• La inmovilización química del azufre en el óxido de grafeno es una estrategia viable para superar el desvanecimiento de la capacidad en las baterías Li-S.
• Este método mejora significativamente el rendimiento electroquímico y la estabilidad de ciclo de las células Li-S.
• El enfoque desarrollado ofrece un camino prometedor para soluciones avanzadas de almacenamiento de energía.