Серосодержащий полиакрилонитрильный катод, совместимый с эфирными электролитами и обладающий превосходными характеристиками благодаря ускоренной кинетике, обеспеченной легированием селеном

Считается, что серосодержащий полиакрилонитрил содержит Sₙ (n ≤ 4) и демонстрирует хорошие электрохимические характеристики в карбонатных электролитах литий-серных аккумуляторов. Однако более низкие результаты в эфирных электролитах указывают на то, что высокая растворимость Li₂Sₙ (n ≤ 4) преобладает над ограниченной окислительно-восстановительной конверсией, приводя к растворению и эффекту перетекания. В данной работе небольшое количество селена вводится в серосодержащий полиакрилонитрил для ускорения окислительно-восстановительной конверсии, что обеспечивает превосходные характеристики как в карбонатных, так и в эфирных электролитах, включая высокую обратимую удельную ёмкость 1300 мА·ч·г⁻¹ при 0,2 А·г⁻¹, утилизацию 84% активного материала и высокую скоростную способность — до 900 мА·ч·г⁻¹ при 10 А·г⁻¹. Эти катоды выдерживают 800 циклов при кулоновской эффективности, близкой к 100%, и сверхнизком снижении ёмкости, составляющем 0,029% за цикл. Растворение полисульфидов успешно подавляется благодаря ускоренной кинетике реакций. Данная работа демонстрирует совместимый с эфирными электролитами серный катод с участием промежуточных соединений Li₂Sₙ (n ≤ 4), привлекательными скоростными и циклическими характеристиками, а также перспективное решение для практического применения литий-серных аккумуляторов.