Régulation de la stabilité des catalyseurs dans les batteries Li-S

Les batteries lithium-soufre démontrent un potentiel significatif pour le stockage d'énergie de prochaine génération, en raison de la haute capacité spécifique théorique des cathodes en soufre (1675 mAh g −1) et de leur mécanisme de stockage d'énergie basé sur des réactions de conversion chimique. Cependant, leur application pratique est gravement entravée par la lenteur des cinétiques redox du soufre et l'effet de navette causé par des polysulfures de lithium solubles. Ces dernières années, divers matériaux catalytiques ont été employés comme hôtes et catalyseurs de soufre pour accélérer les cinétiques de conversion du soufre et supprimer la navette de polysulfures de lithium. Néanmoins, ces matériaux souffrent souvent de passivation irréversible et de changements structurels, entraînant une dégradation des performances à long terme. Cette revue examine systématiquement les facteurs clés limitant la stabilité des catalyseurs, y compris l'adsorption excessive de polysulfures de lithium, la passivation induite par des sulfures de lithium isolants, et la reconstruction structurelle de surface, clarifiant comment ces facteurs contribuent à l'affaiblissement de la capacité. De plus, nous résumons des stratégies efficaces pour réaliser une catalyse durable du soufre, en nous concentrant sur la conception de matériaux catalytiques fonctionnalisés, tels que la construction d'interfaces support-catalyseur appropriées, la création de sites actifs distribués de manière homogène, l'introduction de co-catalyseurs pour améliorer l'efficacité du transfert d'électrons, et l'utilisation de couches protectrices catalytiques pour supprimer les réactions secondaires. Les idées tirées de ces approches faciliteront le développement de systèmes catalytiques stables et hautement actifs, avançant le fonctionnement stable à long terme des batteries lithium-soufre dans des conditions pratiques. • Une analyse mécaniste des principaux problèmes limitant la stabilité des catalyseurs est discutée. • Des stratégies synergiques pour des améliorations significatives des indicateurs de performance clés. • Souligne le rôle du développement de catalyseurs stables pour des batteries Li-S pratiques.