在硫电池中使用离子导电的凝聚合物介层膜的多硫化物排斥策略
Rupesh K Tiwari1, Raghvendra Mishra1, Anupam Patel1
1Ionic Liquid and Solid-State Ionics Laboratory, Department of Physics, Institute of Science, Banaras Hindu University, Varanasi 221005, India.
ACS applied materials & interfaces
|July 10, 2023
概括
这项研究引入了一种用于硫电池的新型凝聚合物膜介层,有效防止聚硫化物迁移和溶解. 这一创新显著提高了电池循环稳定性和性能,为先进的储能解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫电池 (LiSB) 具有高能量密度,但受到多硫化物溶解的影响,阻碍了商业化.
- 聚硫化物迁移导致穿效应,降低电池性能和寿命.
研究的目的:
- 开发一种离子导电的凝聚合物膜 (IC-GPM) 介层,以抑制LiSB中的聚硫化物迁移.
- 通过静电排斥和捕获聚硫化物来提高LiSB的电化学性能和耐用性.
主要方法:
- 用盐和离子液 (SIL) 溶液浸的IC-GPM中间层 (IC-GPM70) 的制备.
- 使用阳离子组用于离子导电和聚硫化物排斥,以及离子组用于聚硫化物捕获.
- 具有或没有IC-GPM70中间层的LiSB的电化学测试.
主要成果:
- IC-GPM70中间层表现出高的离子导电性 (2.58 × 10-3 S cm-1) 和热稳定性.
- 抑制聚硫化物穿效应导致循环稳定性 (1200个循环) 和速率性能显著改善.
- 带有中间层的LiSB显示了增强的结构完整性和整体耐久性.
结论:
- 开发的基于SIL的IC-GPM70中间层有效地防止了LiSB中的聚硫化物问题.
- 这一策略提高了LiSB的性能,使其成为离子电池的竞争性替代品.
- 层间技术对推进下一代电池技术具有前景.
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