Обзор гибких литий–серных и сходных щелочноземельных металло-халькогеновых перезаряжаемых батарей

Гибкие системы накопления энергии необходимы для новых гибких устройств, которые меняют нашу жизнь. Литий-ионные батареи, являющиеся основным источником питания в настоящее время, постепенно приближаются к своим теоретическим пределам по плотности энергии. Поэтому требуются альтернативные химические концепции аккумуляторов для источников питания следующего поколения с высокой плотностью энергии, низкой стоимостью и повышенной безопасностью. Гибкие литий–серные (Li–S) батареи и аналогичные гибкие щелочных металлов халькогеновые батареи представляют особый интерес благодаря высокой плотности энергии, обеспечиваемой многоэлектронной химией. В этом обзоре мы суммируем недавние достижения в области гибких Li–S и сходных батарей. Сначала дается краткое введение в гибкие системы накопления энергии и общую характеристику Li–S батарей. Далее рассматриваются достижения в области гибких материалов для Li–S батарей с подробной классификацией гибких серных катодов на основе углеродистых материалов (например, углеродные нанотрубки, графен и карбонизированные полимеры) и композиционных материалов (полимеры и неорганические материалы), а также обзор гибких литиевых анодов и гибких твердоэлектролитных матриц. Затем представлены достижения в других гибких щелочно-металло-халькогеновых батареях. Подчеркивается важность упаковки элементов и оценки гибкости, а также выделены два специальных прототипа гибких батарей — складывающиеся и кабельного типа Li–S батареи. В завершение суммируются существующие проблемы и намечаются направления будущего развития гибких Li–S и аналогичных щелочно-металло-халькогеновых батарей.