在现场接高度可逆的全固态硫电池的离子导电断点
Zhonghao Hu1,2, Chuannan Geng1,2, Jiwei Shi2,3
1Shenzhen Geim Graphene Center, Shenzhen Key Laboratory for Graphene-based Materials, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China.
Journal of the American Chemical Society
|November 29, 2024
概括
研究人员使用硫化 (P2S5) 来增强固态硫电池 (SSLSB) 的现场接策略. 这种方法提高了离子导电性和催化活性,提高了电池的性能和能量密度.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的固态硫电池 (SSLSB) 提供高能量密度和安全性.
- 溶解的聚硫化物 (LiPS) 和缓慢的动力阻碍了电解质网络,导致离子导电断点和限制性能.
研究的目的:
- 解决基于PEO的SSLSB中的离子导电断点和缓慢动力学.
- 在固体阴极中使用五硫化物 (P2S5) 作为填充物进行现场接.
主要方法:
- 使用P2S5作为PEO固体阴极中的填充剂的现场接策略.
- 研究P2S5与LiPS形成聚硫酸 (LSPS) 的反应.
- 分析LSPS对硫氧化还原反应的催化作用及其对离子导电网的影响.
主要成果:
- P2S5与LiPS反应形成离子导电LSPS,该LSPS接离子导电网络断点并抑制PEO相互作用.
- LSPS催化了硫氧化还原反应,使激活能量从0.87降至0.75 eV,并减轻了穿效应.
- 组装的SSLSB实现了特殊的循环稳定性和358Wh·kg-1的高能量密度,由于使用了大量的硫.
结论:
- 现场接策略有效地解决了基于PEO的SSLSB中的离子导电断点.
- 形成LSPS增强了离子导电性,并催化了硫氧化还原反应,提高了电池的性能.
- 这种方法为开发高性能SSLSB提供了有前途的途径.


