Regulação da estabilidade de catalisadores em baterias de Li-S

As baterias de lítio-enxofre demonstram um potencial significativo para armazenamento de energia de próxima geração, devido à alta capacidade específica teórica dos cátodos de enxofre (1675 mAh g −1 ) e seu mecanismo de armazenamento de energia baseado em reações de conversão química. No entanto, sua aplicação prática é severamente prejudicada pela lenta cinética redox do enxofre e pelo efeito de transporte causado por polissulfetos de lítio solúveis. Nos últimos anos, vários materiais catalíticos têm sido empregados como hospedeiros de enxofre e catalisadores para acelerar a cinética de conversão do enxofre e suprimir o transporte de polissulfeto de lítio. No entanto, esses materiais frequentemente sofrem de passivação irreversible e mudanças estruturais, levando a uma degradação de desempenho a longo prazo. Esta revisão examina sistematicamente fatores-chave que limitam a estabilidade dos catalisadores, incluindo a adsorção excessiva de polissulfetos de lítio, passivação induzida por sulfetos de lítio isolantes e reconstrução estrutural da superfície, esclarecendo como esses fatores contribuem para a perda de capacidade. Além disso, resumimos estratégias eficazes para alcançar uma catálise de enxofre durável, focando no design de materiais catalíticos funcionalizados, como a construção de interfaces suporte-catalisador adequadas, a criação de sítios ativos distribuídos homogêneamente, a introdução de co-catalisadores para melhorar a eficiência de transferência de elétrons e a utilização de camadas protetoras catalíticas para suprimir reações colaterais. Insights dessas abordagens facilitarão o desenvolvimento de sistemas catalíticos estáveis e altamente ativos, avançando a operação estável a longo prazo de baterias de lítio-enxofre em condições práticas. • A análise mecanística dos principais problemas que limitam a estabilidade dos catalisadores é discutida. • Estratégias sinérgicas para melhorias significativas em indicadores-chave de desempenho. • Enfatiza o papel do desenvolvimento de catalisadores estáveis para baterias de Li-S práticas.