Ingénierie des défauts pour accélérer la chimie Li–S : Stratégies, Mécanismes et Perspectives

Résumé Les batteries au lithium-soufre (Li–S) ont suscité un intérêt scientifique et industriel croissant en raison de leur grande densité d'énergie et de leurs faibles coûts matériels. La cinétique de réaction favorable des espèces de soufre est une condition préalable clé pour envisager leur commercialisation. Ces dernières années, une richesse d'investigations a été réalisée pour améliorer le redox du soufre via la rationalisation des médiateurs redox. L'ingénierie des défauts, qui permet une exposition efficace des sites actifs et une optimisation de la structure électronique, est rapidement devenue une stratégie essentielle pour améliorer la modulation des polysulfures, et donc accélérer la chimie Li–S. Néanmoins, une vue d'ensemble complète de l'ingénierie des défauts dans le domaine Li–S fait encore défaut. Cette revue met l'accent sur les avancées récentes dans la conception rationnelle et les stratégies de modulation des polysulfures de différents types de médiateurs défectueux. Leur configuration morphologique unique, leur superbe activité électrochimique et leur mécanisme catalytique sous-jacent sont résumés de manière exhaustive, visant à approfondir la compréhension de la chimie Li–S médiée par des défauts. De plus, l'évolution in situ des médiateurs défectueux est discutée pour identifier les véritables sites actifs dans des conditions de réaction aprotiques. Des opportunités et un aperçu de ce domaine en développement rapide qui pourraient conduire à des mises en œuvre pratiques des batteries Li–S sont proposés.