نحو بطاريات Li-S عالية الأداء عبر الفاصل المعدل الغني بالصنوف

تعد بطاريات الليثيوم-كبريت (Li-S) واعدة للغاية للأجهزة ذات الكثافة الطاقية العالية من الجيل التالي؛ ومع ذلك، فإن تنقل البوليسولفيد ونمو الدندريت من الليثيوم يعيقان بشدة إنتاجها التجاري. هنا، تم تصميم راتينج غني بالصنوف (SCOF-2) وتصنيعه واستخدامه لتعديل الفاصل في بطاريات Li-S، مما يوفر حلاً للتحديات المذكورة أعلاه. وُجد أن SCOF-2 يتميز بسلبية كهربائية أقوى وفجوة بين طبقات أكبر من راتنجات COFs غير / أحادية الصنوف، مما يمكن أن يسهل هجرة Li+ ويخفف من تكوين دندريتات الليثيوم. تظهر حسابات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) وتحليل رامان في الموقع أن SCOF-2 يمتلك فجوة ضيقة وتفاعلاً قوياً على أصناف الكبريت، مما ي suppress سلوك التفريغ الذاتي. ونتيجة لذلك، تقدم البطاريات المعدلة معدل انخفاض فائق الانخفاض يبلغ 0.047% لكل دورة على مدار 800 دورة عند 1 C، وأداء ممتاز لمقاومة التفريغ الذاتي من خلال انخفاض سعة بنسبة 6.0% على مدار أسبوع واحد. بالإضافة إلى ذلك، حتى مع الكاثود ذو الحمل العالي من الكبريت (3.2-8.2 مgs cm-2) والمحلول الكهربائي الرقيق (5 ميكرولتر مgs -1)، لا تزال البطاريات تُظهر احتفاظاً بالسعة حوالي 80% على مدار 100 دورة، مما يُظهر إمكانات كبيرة للتطبيق العملي.