在现场聚合双功能凝聚合物电解质用于高性能近固态硫电池
Liuyi Hu1, Tianqi Yang1, Luoting Zhou1
1College of Materials Science and Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, 310014, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 18, 2024
概括
研究人员开发了一种新的凝聚合物电解质,用于硫 (Li-S) 电池. 这种电解质有效地抑制了聚硫化物穿和树脂的生长,提高了电池的性能和安全性.
科学领域:
- 电化学和材料科学 材料科学
- 先进的能源存储系统.
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池具有高的理论能量密度和低成本,将其定位为下一代储能解决方案.
- 阻碍Li-S电池商业化的关键挑战包括聚硫化物穿效应和不受控制的树增长.
研究的目的:
- 为了解决 Li-S 电池中的航天飞机效应和树石问题.
- 通过现场聚合开发一种新的双功能凝聚合物电解质 (GPE),以提高Li-S电池的性能.
主要方法:
- 使用四化 (SiCl4) 作为启动剂在1,3-二氧化 (DOL) 的现场聚合形成GPE.
- 将藻土 (DE) 纳入GPE,以产生PDOL-SiCl4-DE电解质.
- 利用密度函数理论 (DFT) 的计算来分析固体电解质间相 (SEI) 形成和 Li+ 沉积行为.
主要成果:
- SiCl4启动器在阳极上促进了混合,有机丰富的SEI层的形成,有效地抑制了树突的生长.
- 在GPE中集成的DE表现出聚硫化的强烈吸附能力,显著减轻了穿效应.
- 使用PDOL-SiCl4-DE电解质的Li/Li对称细胞和Li-S全细胞表现出卓越的循环稳定性.
结论:
- 开发的PDOL-SiCl4-DE电解质成功克服了Li-S电池技术中的重大挑战.
- 这种方法为设计高性能和安全的Li-S电池提供了一个有希望的策略.
- 这项研究为下一代储能技术的未来发展提供了宝贵的见解.
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