Review on High-Loading and High-Energy Lithium-Sulfur Batteries

Abstract Owing to high specific energy, low cost, and environmental friendliness, lithium–sulfur (Li–S) batteries hold great promise to meet the increasing demand for advanced energy storage beyond portable electronics, and to mitigate environmental problems. However, the application of Li–S batteries is challenged by several obstacles, including their short life and low sulfur utilization, which become more serious when sulfur loading is increased to the practically accepted level above 3–5 mg cm−2. More and more efforts have been made recently to overcome the barriers toward commercially viable Li–S batteries with a high sulfur loading. This review highlights the recent progress in high‐sulfur‐loading Li–S batteries enabled by hierarchical design principles at multiscale. Particularly, basic insights into the interfacial reactions, strategies for mesoscale assembly, unique architectures, and configurational innovation in the cathode, anode, and separator are under specific concerns. Hierarchy in the multiscale design is proposed to guide the future development of high‐sulfur‐loading Li–S batteries.

بررسی باتری‌ها و باتری‌های لیتیوم - گوگرد بالا و بالا - گوگرد را بررسی کنید

چکیده به خاطر انرژی خاص بالا، هزینه کم، و صمیمیت محیطی، باتری‌های لیتیوم - گوگرد (Li - S)قول بزرگی برای برآورده کردن تقاضای فزاینده برای ذخیره‌سازی انرژی پیشرفته فراتر از الکترونیک قابل‌حمل، و برای کاهش مشکلات زیست‌محیطی، دارند. با این حال، کاربرد باتری‌های لیتیوم - S با چندین مانع، از جمله زندگی کوتاه و بهره‌برداری کم گوگرد، به چالش کشیده می‌شود، که وقتی بارگیری گوگرد به سطح قابل‌قبول بالای ۳ - ۵ L - ۲ برسد، جدی‌تر می‌شود. تلاش‌های بیشتر و بیشتری برای غلبه بر موانع پیش روی باطری‌های قابل دوام تجاری با بارگیری سولفور بالا صورت‌گرفته است. این بررسی پیشرفت اخیر در مورد باتری‌های لیتیوم - S با بارگیری سولفور - S را که توسط اصول طراحی سلسله مراتبی در multiscale فعال شده‌اند را برجسته می‌کند. بویژه، بینش اولیه در واکنش‌های سطحی، راهبردهای مونتاژ mesoscale، معماری‌های منحصر به فرد، و نوآوری معکوس در کاتد، آند و جداکننده تحت نگرانی‌های خاص هستند. سلسله‌مراتب در طراحی multiscale برای هدایت توسعه آینده باتری‌های لیتیوم - سولفور high - S پیشنهاد شده‌است.

ترجمه شده با