In daily human life, batteries play a major role everywhere, right from cell phones and smart watches to the growing number of electric vehicles. The majority of such devices utilize renowned lithium-ion battery technology。
图像显示了锂硫硫细胞500个电荷分离循环后，图显示了多孔含硫中间层的微观结构和元素映射（硅，氧和硫）。图片来源：Guiliang Xu/Argonne国家实验室。
锂离子电池已经显着提高，但有一些熟悉的缺点，包括过热，寿命短和一些原材料的供应链困难。欧洲杯足球竞彩
At the US Department of Energy’s (DOE)Argonne National Laboratory，研究人员正在通过测试电池构造中的新材料来研究这些问题的解决方案。欧洲杯足球竞彩一种这样的材料就是硫。众所周知，与常规离子电池相比，硫的含量更丰富，并且可以容纳更多的能量。
在一项新的研究中，科学家通过在电池内部制造一层可以增加储能能力，同时克服导致腐蚀的硫电池，从而提高了储能能力，从而提高了基于硫的电池研究。
充满希望的电池设计将含硫的正极（阴极）与锂金属负电极（阳极）融合在一起。在中间，存在的成分是电解质或使离子在电池两端之间传递的物质。
Early lithium-sulfur (Li-S) batteries did not execute well since sulfur species (polysulfides) dissolved into the electrolyte, resulting in its corrosion. This polysulfide shuttling effect has a negative impact on battery life and reduces the number of times the battery can be recharged.
为了避免这种多硫化物穿梭，过去的科学家曾尝试在阴极和阳极之间定位氧化还原不活跃的层。术语“氧化还原活性”意味着材料不会像电极中的反应一样经历反应。
但是，已知这种保护性层密度且重量很重，从而减少了电池单位重量的能量存储容量。而且，它不能充分降低穿梭。这表明这是Li-S电池商业化的障碍。
To address this issue, scientists engineered and tested a porous sulfur-consisting interlayer. Tests performed in the laboratory displayed initial capacity around three times higher in Li-S cells with this active, instead of inactive, interlayer. In a highly impressive manner, the cells consisting of the active interlayer retained a high capacity of more than 700 charge-discharge cycles.
Previous experiments with cells having the redox-inactive layer only suppressed the shuttling, but in doing so, they sacrificed the energy for a given cell weight because the layer added extra weight。相比之下，我们的氧化还原活性层增加了储能能力并抑制了航天飞机效果。
Guiliang Xu，Argonne国家实验室的研究合着者兼化学家
To additionally study the redox-active layer, the team performed experiments at the 17-BM beamline of Argonne’s Advanced Photon Source (APS), a DOE Office of Science user facility. The data collected from exposing cells with this layer to X-Ray beams enabled the team to determine the advantages of the interlayer.
数据证明，氧化还原活性的层可以减少穿梭，减少电池内发生的有害反应，并增加电池的容量容纳更多电荷并持续使用更多周期。
These results demonstrate that a redox-active interlayer could have a huge impact on Li-S battery development. We’re one step closer to seeing this technology in our everyday lives。
Wenqian Xu, Beamline Scientist, Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory
将来，研究小组希望评估氧化还原活性中间层技术的增长潜力。
我们想尝试使其更薄，轻得多。
Guiliang Xu，Argonne国家实验室的研究合着者兼化学家
为这项研究做出贡献的作者是Khalil Amine，Tianyi Li，Xiang Liu，Guiliang Xu，Wenqian Xu，Chen Zhao和Xiao-Bing Zuo。
这项研究是由DOE的能源效率和可再生能源办公室，车辆技术办公室电池材料研究计划和韩国国家研究基金会赞助的。欧洲杯足球竞彩
Journal Reference
Lee, B-J.,et al。（（2022) Development of high-energy non-aqueous lithium-sulfur batteries via redox-active interlayer strategy.自然通讯。doi.org/10.1038/S41467-022-31943-8。
Source:https://www.anl.gov/