电解质设计,以提高硫电池中固体电解质间相的机械稳定性
Li-Peng Hou1, Yuan Li2,3, Zheng Li1
1Beijing Key Laboratory of Green Chemical, Reaction Engineering and Technology, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084, P. R. China.
研究人员使用1,3,5-trioxane (TO) 和1,2-dimethoxyethane (DME) 开发了一种用于硫 (Li-S) 电池的新电解质. 这增强了固体电解质间相 (SEI),大大提高了电池的寿命和稳定性,用于实际应用.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 实际使用的硫 (Li-S) 电池面临的挑战是由于常规乙醇电解质中不稳定的固体电解质间相 (SEI) 形成.
- 这种不稳定性导致快速降低容量和有限的周期寿命.
研究的目的:
- 为Li-S电池提出一种新的电解质系统,以提高SEI的稳定性和机械完整性.
- 通过先进的电解质设计,提高Li-S电池的整体性能和寿命.
主要方法:
- 研究了一种配溶剂电解质系统,包括1,3,5-三 (TO) 和1,2-二甲 (DME).
- 分析了TO-DME电解质中形成的SEI的组成和机械特性.
- 评估了使用开发的电解质的Li-S电池的电化学性能,包括周期寿命和容量保留.
主要成果:
- TO-DME电解质促进了高机械稳定性,有机丰富的SEI的形成.
- 这种强大的SEI有效地减轻了SEI裂和再生,减少了,聚硫化物和电解质的消耗.
- 带有基于TO的电解质的Li-S电池的寿命从75周期延长到216周期.
- 一个417Wh/kg的Li-S袋式电池成功完成了20个循环.
结论:
- 拟议的TO-DME电解质系统为构建Li-S电池中稳定的SEI层提供了一个有希望的策略.
- 这种电解质设计显著提高了Li-S电池的循环寿命和稳定性,为其实际实施铺平了道路.
- 这项研究为新一代高能量密度电池的电解质工程提供了新的方向.
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