Zuverlässigere Lithium-Schwefel-Batterien: Status, Lösungen und Perspektiven

Lithium-Schwefel-(Li-S)-Batterien haben aufgrund ihrer hohen theoretischen Energiedichte und Kosteneffektivität enormes Interesse geweckt. Das Ziel der Li-S-Batterieforschung besteht darin, Batterien mit einer hohen nutzbaren Energiedichte zu entwickeln, die zumindest leistungsfähiger sind als moderne Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund einer intrinsischen Kluft zwischen Grundlagenforschung und praktischen Anwendungen entsprechen die herausragenden elektrochemischen Ergebnisse, die in den meisten Li-S-Batteriestudien erzielt werden, tatsächlich niedrigen nutzbaren Energiedichten und sind nicht wirklich für praktische Anforderungen geeignet. Die Li-S-Batterie ist ein komplexes Gerät, und ihre nutzbare Energiedichte wird durch eine Reihe von Entwurfsparametern bestimmt, von denen die meisten oft ignoriert werden, was dazu führt, dass kommerzielle Anforderungen nicht erfüllt werden. Ziel dieses Reviews ist es, zu erörtern, wie der Weg zu zuverlässigen Li-S-Batterien geebnet werden kann. Zunächst wird der aktuelle Forschungsstand der Li-S-Batterien kurz präsentiert, basierend auf statistischen Informationen aus der Literatur. Dazu gehört eine Analyse, wie die verschiedenen Parameter die nutzbare Energiedichte beeinflussen, sowie eine Zusammenfassung der bestehenden Probleme in der aktuellen Li-S-Batterieforschung. Mögliche Lösungen und einige Bedenken hinsichtlich der Konstruktion zuverlässiger Li-S-Batterien werden umfassend erörtert. Schließlich werden Einblicke in zukünftige Richtungen und Perspektiven im Bereich der Li-S-Batterien angeboten.