审查阳离子选择对高硫负载硫电池的硫氧化还原反应动力学的影响
Yue Fei1, Matthew Li2, Zhenfeng Li1
1Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, T6G 1H9, Canada.
二三甲硫胺 (LiTFSI) 引发了可持续性问题,并限制了硫 (Li-S) 电池的性能. 这项研究引入了新的盐,使保护界面成为可能,增强了Li-S电池的容量和稳定性.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 二三甲硫胺 (LiTFSI) 是硫 (Li-S) 电池中常见的电解盐.
- 由于其与PFAS相关,LiTFSI面临环境审查,并且可以限制关键的硫氧化还原反应 (SRR).
- 一些以前被认为不兼容的活性盐,对先进的Li-S电池电解质显示出希望.
研究的目的:
- 为了解决与Li-S电池电解质中的LiTFSI相关的局限性和环境问题.
- 探索可替代的盐,增强硫氧化还原反应和电解质稳定性.
- 使用新型盐离子证明保护性阴极电解质介相 (CEI) 的形成.
主要方法:
- 研究了 Li-S 电池系统中替代盐的性能.
- 从盐离子和聚硫化物 (LiPS) 反应中分析了保护性,多孔正极电解质介相 (CEI) 在现场的形成.
- 在各种条件下评估电池性能,包括高硫负载和稀缺电解质.
主要成果:
- 在0.05°C的温度下达到1230.8mAhg−1的特定容量,硫含量为≈6mg−2.
- 经证实稳定的循环运行,在0.1°C的100个循环后保持76.2%的容量.
- 在恶劣条件下确认了出色的性能,包括精益电解质和无阳极配置.
结论:
- 新型盐可以克服LiTFSI在Li-S电池中的局限性.
- 在现场形成的CEI层对于提高电池性能和稳定性至关重要.
- 这项研究提供了选择盐的指导方针,以推进Li-S电池电解质设计.
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