Исследование графеновых аэрогелей в качестве пористой углеродной матрицы для литий-серных батарей

Литий-серные батареи являются системами хранения энергии нового поколения в виду высокой теоретической емкости (1675 мАч/г), удельной энергоемкости (2600 Вт•ч•кг-1) и безопасности эксплуатирования. Более того, данный тип батарей привлекателен в виду замены дорогостоящих катодных материалов на основе металлов (никель, кобальт) дешевой и доступной серой. Однако промышленное применение литий-серных батарей ограничено низкой электропроводимостью серы, растворением ее продуктов в электролите и объемным расширением при циклированном заряде-разряде батарей в виду высокой разности плотностей серы и ее продуктов (полисульфиды лития). В работе показана возможность применения графеновых аэрогелей (ГА) в качестве пористой электропроводящей матрицы для иммобилизации серы с целью формирования катодов для литий серных батарей. Разработанный катодный материал на основе графенового аэрогеля и серы показал высокое значение начальной разрядной емкости (1313 мАч/г) с ее средним снижением на 0,5% за 1 один цикл при 75 циклах заряд-разряда (0,1С). Полученные результаты показали, что графеновые аэрогели являются перспективными материалами для иммобилизации серы в виду их высокой пористости, легковесности и электропроводимости.