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Lithium-Schwefel (Li-S) Batterien sind attraktive Kandidaten für wiederaufladbare Batterien der nächsten Generation. Mit der stetigen Entwicklung von Schwefelkatoden bietet die jüngste Wiederbelebung der Forschung zu dendritenfreien Li-Metallanoden Möglichkeiten zur Verbesserung der Stabilität und Sicherheit von Li-S Batterien. Allerdings behindern die geringen Kapazitäten und niedrigen Li-Nutzungen der aktuellen Li-Anoden die Verbesserung der Energiedichten von Li-S Batterien. Hier präsentieren wir einen einfachen Ansatz zur Herstellung lithiophiler dreidimensionaler poröser Stromkollektoren, indem wir handelsübliche Metall-Schaumstoffe mit dotierten N-porösen Kohlenstoff-Nanoschichten mit Dotierung in der Eierschalenstruktur modifizieren. Dank des struktur-basierten rationalen Designs ist dieser Stromkollektor in der Lage, dendritenfreie Li-Anoden mit verbesserten coulombischen Effizienzen und Lebensdauern zu erzeugen, was es Kohlenstoff/Schwefel-Katoden ermöglicht, signifikant verbesserte Stabilitäten aufzuweisen (z. B. 78,1% Kapazitätserhalt nach 1400 Zyklen). Noch wichtiger ist, dass wir erfolgreich eine Hochflächenkapazitäts-Li-S-Vollzelle (9,84 mAh cm-2) mit 82% Li-Nutzung konstruiert haben. Diese Arbeit bietet einen vielversprechenden Ansatz für Hochenergie-Dichte Li-S Batterien.
Pei et al. (Tue,) untersuchten diese Frage.