معرفة عن آلية التخفيض الكيميائي وتخزين الشحنات لثنائي بيريديل ثنائي الكبريتيد نحو بطارية ليثيوم-عضوية مستقرة

في بطاريات الليثيوم-العضوية، يمكن أن تذوب المواد الكاثودية العضوية في إلكتروليت سائل وتنتشر عبر الفاصل المسامي إلى الأنود النشط المصنوع من معدن الليثيوم، مما يؤدي إلى عدم استقرار في الدورة. ومع ذلك، يمكن أن يتم تدوير ثنائي بيريديل ثنائي الكبريتيد (PyDS) 5 مرات أفضل من ثنائي الفينيل ثنائي الكبريتيد (PDS) على الرغم من أن كلاهما قابلان للذوبان. نعتقد أن ذلك مرتبط بتفاعليتهما مع الليثيوم (Li0). هنا، نحقق في التخفيض الكيميائي لـ PyDS بواسطة ورق الكربون المؤين (Li-CP) في إلكتروليت الإيثر. تم العثور على أنه تم تقليل 6.3% فقط من PyDS بواسطة Li-CP بعد 10 أيام، على عكس PDS. تُظهر النتائج التجريبية والحاسوبية أن جزيئات PyDS تصبح أيونية بواسطة أيونات الليثيوم من أملاح الليثيوم، مما يحرر الشحنة على حلقات البيريدين لـ PyDS، والتي يمكن أن تخزن Li0 لحظة، وبالتالي تحافظ على رابطة S–S خامدة في التفاعل الكيميائي مع Li0. يتم استخدام هذه النتيجة بنجاح في بطارية تدفق أكسيد واختزال بدون غشاء مع الكاثوليتي PyDS، مما يظهر حياة دورة طويلة مع كثافة طاقة عالية وكفاءة طاقة. تكشف هذه العمل عن آلية تخزين الشحنات المثيرة للاهتمام والنشاط المختلف للثنائي العضوي ثنائي الكبريتيد تجاه الاختزال الكهروكيميائي والتخفيض الكيميائي بسبب المجموعات العضوية، والتي يمكن أن توفر إرشادات لتصميم بطاريات ليثيوم-عضوية مستقرة.