Una nuova scoperta sul ruolo del LiNO3 nella batteria litio-zolfo

Il nitrato di litio (LiNO3) è il più studiato additivo e co-sale per l’elettrolita delle batterie litio-zolfo (Li-S), La sua funzione nota è quella di sopprimere la navetta redox del polisolfuro di litio solubile (PS, Li2Sn), che si riflette come un aumento dell’efficienza coulombiana della batteria e della stabilità ciclistica, così come una ridotta velocità di autoscarica. La comprensione attuale di questa funzione è che LiNO3 reagisce con il Li per formare un robusto strato superficiale che di conseguenza protegge l’anodo Li dalla reazione con il PS dissolto. Tuttavia, poco si sa sul catodo di zolfo, tranne che LiNO3 riduce e influenza negativamente le prestazioni della batteria quando la batteria viene scaricata a meno di 1,7 V. In questo articolo riportiamo una nuova scoperta sul ruolo di LiNO3 nel consentire il ciclismo stabile del catodo di zolfo. Mostriamo che LiNO3 è in grado di catalizzare la conversione di PS altamente solubile in zolfo elementare leggermente solubile verso la fine del processo di carica, e che la combinazione di un nitrato solubile nell’elettrolita e un nitrato insolubile nel catodo di zolfo porta ad un miglioramento sinergico. Inoltre, viene proposto un possibile meccanismo per la catalisi di LiNO3 sulla conversione di PS in zolfo elementare.

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