電子とイオンの共導電触媒は、Li2Sに向かってポリスルフィドリチウムの即時変換を達成する

リチウム硫黄（LI-S）バッテリーの触媒のほとんどは、電子伝導性が低く、リチウムポリスルフィド（LIPS）が炭素材料の表面に拡散して変換反応を実現する必要があります。Li-SバッテリーのLi2 SへのLipssの瞬間的な変換を実現して、リップスのシャトル効果を抑制することは重要な課題です。ここでは、炭素コーティングLi1.4のユニークな電子とイオンの共導電触媒が開発されています。また、触媒活性部位はリップスと電子の両方を同期して効率的に提供して、唇の変換反応を促進するため、C@latpナノ粒子への唇の唇の瞬間的な変換反応を促進します。C@latpを使用したLIPSの変換反応経路は、従来の「吸着拡散装置」から新規「吸着変換」に変化します。これは、Li2 S6の分解障壁を効果的に低下させ、Lipssのより速い変換を促進します。Lipssのシャトル効果はかなり抑制されており、硫黄の利用が大幅に改善されています。C@LATPを使用したLI-Sバッテリーは、優れたレート、サイクリング、および自己排水特性を示します。この研究は、高度なLi-Sバッテリーにおける唇の瞬間的な変換のための電子およびイオンの共導電性固体電解質の重要性を強調しています。

Most of the catalysts in lithium sulfur (Li-S) batteries present low electronic conductivity and the lithium polysulfides (LiPSs) must diffuse onto the surface of the carbon materials to achieve their conversion reaction. It is a significant challenge to achieve the instantaneous transformation of LiPSs to Li2 S in Li-S batteries to suppress the shuttle effect of LiPSs. Herein, a unique electron and ion co-conductive catalyst of carbon-coated Li1.4 Al0.4 Ti1.6 (PO4 )3 (C@LATP) is developed, which not only possesses strong adsorption to LiPSs, but, more importantly, also promotes the instantaneous conversion reaction of LiPSs to Li2 S. The C@LATP nanoparticles as catalytic active sites can synchronously and efficiently provide both Li ions and electrons to facilitate the conversion reaction of LiPSs. The conversion reaction path of LiPSs using C@LATP changes from traditional "adsorption-diffusion-conversion" to novel "adsorption-conversion," which effectively lowers the decomposition barrier of Li2 S6 and promotes faster conversion of LiPSs. The shuttle effect of LiPSs is considerably suppressed and utilization of sulfur is greatly improved. The Li-S batteries using C@LATP present excellent rate, cycling, and self-discharge properties. This work highlights the significance of electron and ion co-conductive solid-state electrolytes for the instantaneous transformation of LiPSs in advanced Li-S batteries.