作为接口稳定剂和现场固体电解质透剂的层次碳中间层设计,用于高性能固态Li-S电池
Ludi Pan1, Wenbin Zhao1, Liqing Zhai2
1School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P R China.
Chem & bio engineering
|February 20, 2025
概括
研究人员为硫 (Li-S) 电池开发了先进的凝聚合物电解质 (GPEs). 这些GPE与层次的碳中间层相结合,有效地抑制了穿效应,提高了电池的性能和稳定性.
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:
- 硫 (Li-S) 电池具有高能量密度,但受到液体电解质中的聚硫化物穿效应的阻碍.
- 凝聚合物电解质 (GPEs) 由于其具有高离子导电性和界面稳定性的潜力,因此被探索为一种解决方案.
研究的目的:
- 为高性能固态Li-S电池开发一个与层次碳中间层集成的现场聚合GPE.
- 为了解决穿效应,提高硫的利用率和整体电化学性能.
主要方法:
- 在DOL的in-situ环开聚合由Al (OTf) 启动,以形成GPE.
- 使用对齐的碳纳米管和超级P制造层次的碳中间层,具有0.76nm大小排除效应.
- 整合GPE和碳中间层,以创建HC@PP分离器.
主要成果:
- 在GPEs的基础上,GPE的离子导电率为1.74mS cm-1和低的界面阻抗.
- 该HC@PP分离器证明了增强的接口稳定性和聚硫化物转化.
- 带有HC@PP分离器的Li-S电池显示出高放电容量 (1332 mAh-1),提高了速率能力,并在150个循环后保持80%的容量.
结论:
- 在GPE的现场聚合策略与层次碳中间层相结合,提供了有效的接口调节.
- 这种方法通过减轻穿效应,显著提高了固态Li-S电池的性能.
- 开发的HC@PP分离器代表了下一代储能解决方案的有希望的进步.
