In situ покрытие катода твердым полимерным электролитом для литий-серных аккумуляторов

Аннотация

Переход от жидких к твердофазным электролитам рассматривается как ключевая стратегия для повышения безопасности и энергоэффективности литий-серных (Li-S) аккумуляторов. Однако плохой межфазный контакт и высокое сопротивление на границе электрод-электролит остаются критическими препятствиями для коммерциализации. В данной работе представлен метод in situ покрытия, при котором сшиваемый на свету твердый полимерный электролит на основе политетрагидрофурана (aPTHF-SPE) формируется непосредственно на поверхности катодов C@S методом УФ-отверждения. Анализы SEM и EDS подтвердили образование равномерного полимерного слоя толщиной 35-46 мкм, обеспечивающего плотный межфазный контакт и уменьшение образования пустот. Электрохимические испытания показали, что катоды с in situ покрытием демонстрируют начальную разрядную емкость около 250 мА·ч·г^-1, при этом последующие циклы характеризуются улучшенной стабильностью благодаря усиленному ионному транспорту и активации электрода. Несмотря на постепенное снижение емкости при длительном циклировании, предложенная стратегия значительно улучшает интерфейс электрод-электролит по сравнению с непокрытыми катодами. Полученные результаты подчеркивают, что in situ покрытие полимерным электролитом является перспективным и масштабируемым методом для решения межфазных проблем в твердотельных Li-S аккумуляторах, открывая путь к более безопасным и высокоэффективным системам накопления энергии.