在现场通过用于硫电池的有机多硫化物电解质添加剂构建有机-无机混合固体电解质接口
Ke-Meng Song1, Shi-Ye Chang1, Yuan Yuan1
1School of Material Science and Engineering, Jiangsu Collaborative Innovation Center for Photovoltaic Science and Engineering, Jiangsu Province Cultivation Base for State Key Laboratory of Photovoltaic Science and Technology, Changzhou University, Changzhou 213164, China.
研究人员使用有机多硫化物添加剂开发了一种新的混合固体电解质介相 (SEI) 层,用于金属电池. 这一策略有效地抑制了树的生长,提高了电池的稳定性和寿命.
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:
- (Li) 金属电池具有高能量密度,但患有树生长和不稳定的固体电解质介相 (SEI) 层,阻碍了实际使用.
- 现有的SEI层往往缺乏在金属电池中稳定循环所需的强度.
研究的目的:
- 开发一种简单有效的方法,用于为金属阳极创建灵活和强大的混合SEI层.
- 研究不同硫链长度的有机聚硫化物添加剂在稳定SEI层和抑制树突中的作用.
主要方法:
- 使用 bis(3-(triethoxysilyl) propyl) disulfide (Si-O-2S) 和 bis(3-(triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide (Si-O-4S) 作为电解质添加剂制造混合SEI层.
- 用修改过的电解质对-对称电池和-硫电池进行电化学测试.
- 分析SEI层的组成和形态.
主要成果:
- 添加剂Si-O-4S,其西洛和较长的硫链,促进了SEI层内稳定的Li-Si-S无机成分的形成.
- 混合SEI层有效地抑制了树的生长,从而在Li-Li对称细胞中产生了出色的循环稳定性 (1400小时) 和低电压歇斯底里 (∼17mV).
- 硫电池表现出长周期稳定性 (850mAhg-1在200个循环后0.5°C) 和高库伦比效率 (99.5%).
结论:
- 有机聚硫化物添加剂,特别是Si-O-4S,为制造阳极上稳定的SEI层提供了有效的策略.
- 开发的混合SEI层显著提高了金属电池和硫电池的循环性能和稳定性.
- 这种方法为推进高性能和长循环基储能系统提供了一个有希望的途径.
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