用于硫电池的线性以太基高度电解质.
Toru Ishikawa1, Shohei Haga1, Keisuke Shigenobu2
1Department of Chemistry and Life Science, Yokohama National University, 79-5 Tokiwadai, Hodogaya-ku, Yokohama, Kanagawa, 240-8501, Japan. ueno-kazuhide-rc@ynu.ac.jp.
具有较低供体数量的稀疏溶解电解质显著降低了硫 (Li-S) 电池中的多硫化物溶解度. 线性基乙烯,特别是像BME这样的单甲基乙烯,增强了离子运输,并使高能量密度的Li-S电池成为可能.
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) 电池为下一代储能提供了高的理论容量和成本效益.
- 节制溶解电解质对于抑制聚硫化物转运,提高库伦比效率和延长Li-S电池的循环寿命至关重要.
研究的目的:
- 为了研究聚硫化 (Li2S8) 在各种液体电解质中的可溶性.
- 为了将聚硫化物溶解度与电解质特性相关联,特别是捐赠者号码 (DNNMR).
- 为了评估Li-S细胞中基于新型基乙烯的新型电解质的性能.
主要方法:
- 在有机电解质,高度电解质和离子液体中测量Li2S8溶解度.
- 估计的电解质供体数量 (DNNMR) 使用Na-NMR光谱学.
- 制造和测试的Li-S电池使用基于二三甲硫胺的电解质 (LiTFSA) 和线性链基乙烯 (MPE,BME,EPE).
主要成果:
- Li2S8的溶解度与 DNNMR相反相关,在 DNNMR < 14 时保持在 100 mM (元素硫) 以下.
- 单甲基 (例如,BME) 与较长链 (例如,EPE) 相比,表现出更强的离子协调和更高的离子导电性.
- 带有乙烯电解质的Li-S电池显示出优越的电荷-放电率能力,并在缺乏电解质条件下使用[Li(BME) ][TFSA]的袋式电池实现了>300 W h kg-1的能量密度.
结论:
- 具有较低供体数 (<14) 的电解质有效地减少了 Li-S 电池中的多硫化物溶解.
- 基于二甲基乙烯的电解质,特别是那些含有单甲基乙烯的电解质,为高性能Li-S电池提供出色的离子运输特性.
- 开发的[Li(BME) 3[TFSA]电解质显示了高能量密度Li-S电池应用的巨大潜力.
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