提高封装聚硫化电解质的速率性能,用于实际的硫电池
Li-Ling Su1,2, Nan Yao3, Zheng Li3
1School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 16, 2024
概括
封装的聚硫化电解质 (EPSE) 中的基甲基以太 (HME) 通过减轻寄生反应和提高速率能力来提高硫 (Li-S) 电池性能,从而导致更长的周期寿命和更高的能量密度.
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:
- 硫 (Li-S) 电池提供高能量密度,但遭受阳极和多硫化物之间的寄生反应,限制周期寿命.
- 封装的聚硫化物电解液 (EPSE) 能够动力地减轻这些反应,但往往会影响速度性能.
研究的目的:
- 为了规避EPSE中的速度性能牺牲,同时还可以减轻Li-S电池中的寄生反应.
- 通过新的电解质设计,提高Li-S电池的整体性能.
主要方法:
- 在EPSE中使用基甲基 (HME) 作为辅溶剂.
- 研究基于HME的EPSE的Li-S电池的电化学性能,使用超薄Li金属阳极和高面积负载硫阴极.
- 测试一个2.7Ah Li-S袋式电池.
主要成果:
- 基于HME的EPSE在0.1°C保持了特定容量,相当于传统的电解质.
- 以HME为基础的EPSE实现了113个周期的更长周期寿命,而0.1°C的传统电解质则为65个周期.
- 展示了一种具有高能量密度 (387Wh/kg) 和稳定的循环 (27周期) 的Li-S袋式电池.
结论:
- 使用HME在EPSE中调节LiPS的溶解结构是实现Li-S电池平衡性能的可行策略.
- 这种方法克服了EPSE中的寄生反应缓解和速率性能之间的权衡.
- 这些发现为开发高性能,持久的Li-S电池铺平了道路.
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