ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Кулова Т. Л., Ли С. А., Скундин А. М. О механизме деградации литий-серных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 2. С. 61-67. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-2-61-67, EDN: AKBOXH

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 25)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.6:521.3
DOI: 
10.18500/1608-4039-2025-25-2-61-67
EDN: 
AKBOXH

О механизме деградации литий-серных аккумуляторов

Авторы: 
Кулова Татьяна Львовна, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Ли Сергей Андреевич, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Скундин Александр Мордухаевич, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Аннотация: 

Методом нормированных гальваностатических кривых, а также на основании изменений потенциалов полузаряда и полуразряда электрода на основе композита серы с восстановленным оксидом графена установлено, что основной причиной деградации электрода при циклировании является потеря активного материала (за счёт челночного переноса полисульфидов и серы с положительного электрода на отрицательный литиевый электрод).

Ключевые слова: 
литий-серный аккумулятор
восстановленный оксид графена
нормированные гальваностатические кривые
деградация при циклировании
челночный перенос
Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Список источников: 
  1. Колосницын В. С., Карасёва Е. В. Литий-серные аккумуляторы. Проблемы и решения // Электрохимия. 2008. Т. 44. С. 548−552.
  2. Ji X., Nazar L. F. Advances in Li–S batteries // J. Mater. Chem. 2010. Vol. 20. P. 9821–9826. https://doi.org/10.1039/B925751A 
  3. Yang Y., Zheng G., Cui Y. Nanostructured sulfur cathodes // Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 3018−3032. https://doi.org/10.1039/C2CS35256G
  4. Song M., Cairns E. J., Zhang Y. Lithium/sulfur batteries with high specific energy: Old challenges and new opportunities // Nanoscale. 2013. Vol. 5. P. 2186– 2204. https://doi.org/10.1039/C2NR33044J
  5. Manthiram A., Fu Y., Chung S.-H., Zu C., Su Y.-S., Rechargeable Lithium–Sulfur Batteries // Chem. Rev. 2014. Vol. 114. P. 11751−11787. https://doi.org/10.1021/cr500062v
  6. Wild M., O’Neill L., Zhang T., Purkayastha R., Minton G., Marinescu M., Offer G. J. Lithium sulfur batteries, a mechanistic review // Energy Environ. Sci. 2015. Vol. 8, iss. 12. P. 3477–3494. https://doi.org/10.1039/C5EE01388G
  7. Kang W., Deng N., Ju J., Li Q., Wu D., Ma X., Li L., Naebe M., Cheng B. A review of recent developments in rechargeable lithium–sulfur batteries // Nanoscale. 2016. Vol. 8. P. 16541−16588. https://doi.org/10.1039/C6NR04923K
  8. Li G., Wang S., Zhang Y., Li M., Chen Z., Lu J. Revisiting the Role of Polysulfides in Lithium–Sulfur Batteries // Adv. Mater. 2018. Vol. 30. Art. 1705590. https://doi.org/10.1002/adma.201705590
  9. Zhu L., Zhang X., Zhang J., Ren H., Yao Y., Wang M., Song Y. A review on sulfurbased composite cathode materials for lithium-sulfur batteries: Progress and prospects // J. Alloys Compd. 2025. Vol. 1010. Art. 178282. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.178282
  10. Кулова Т. Л., Ли С. А., Рыжикова Е. В., Скундин А. М. Возможные причины деградации литий-серных аккумуляторов // Электрохимия. 2022. Т. 58. С. 203−210. https://doi.org/10.31857/S0424857022050085
  11. Ji L., Rao M., Zheng H., Zhang L., Li Y., Duan W., Guo J., Cairns E. J., Zhang Y. Graphene Oxide as a Sulfur Immobilizer in High Performance Lithium/Sulfur Cells // J. Am. Chem. Soc. 2011. Vol. 133. P. 18522–18525. https://doi.org/10.1021/ja206955k
  12. Evers S., Nazar L. F. Graphene-enveloped sulfur in a one pot reaction: A cathode with good coulombic efficiency and high practical sulfur content // Chem. Commun. 2012. Vol. 48. P. 1233–1235. https://doi.org/10.1039/C2CC16726C
  13. Li N., Zheng M., Lu H., Hu Z., Shen C., Chang X., Ji G., Cao J., Shi Yi. High-rate lithium– sulfur batteries promoted by reduced graphene oxide coating // Chem. Commun. 2012. Vol. 48. P. 4106–4108. https://doi.org/10.1039/C2CC17912A
  14. Zhao M., Zhang Q., Huang J., Tian G., Nie J., Peng H., Wei F. Unstacked double-layer templated graphene for high-rate lithium–sulphur batteries // Nat. Commun. 2014. Vol. 5. Art. 3410. https://doi.org/10.1038/ncomms4410
  15. Yu M., Wang A., Tian F., Song H., Wang Y., Li C., Hong J., Shi G. Dual-protection of a graphenesulfur composite by a compact graphene skin and an atomic layer deposited oxide coating for a lithiumsulfur battery // Nanoscale. 2015. Vol. 7. P. 5292–5298. https://doi.org/10.1039/C5NR00166H
  16. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Простой метод диагностики причин деградации электродов при циклировании литий-ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2011. Т. 11, № 4. С. 171−178. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2011-11-4-171-178 
Поступила в редакцию: 
27.03.2025
Принята к публикации: 
09.06.2025
Опубликована: 
30.06.2025