稳定石墨阳极与准固态电解质用于长寿命硫电池
Zhuangnan Li1, Ziwei Jeffrey Yang1, Manish Chhowalla1
1Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, Cambridge, CB3 0FS UK.
MRS energy & sustainability : a review journal
|November 3, 2025
概括
研究人员通过在现场形成准固态电解质 (QSSE) 来稳定硫 (Li-S) 电池中的石墨阳极. 这一创新使得在Li-S电池中使用稳定,经济高效的石墨阳极成为可能,克服了电解质不兼容问题.
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,但由于金属阳极的不稳定性和周期寿命较低而面临挑战.
- 在离子电池中常见的石墨阳极对于Li-S系统来说是可取的,但由于离子/溶剂协同插曲,与以太电解质不兼容.
- 这种不相容导致石墨脱皮,阻碍了稳定高效的Li-S电池的开发.
研究的目的:
- 通过开发一种新的现场形成的准固态电解质 (QSSE) 来稳定Li-S电池中的石墨阳极.
- 为了克服电解质不兼容问题,防止在以太电解质中使用石墨阳极,用于Li-S电池.
- 为了使下一代 Li-S 储能系统能够使用安全,经济高效和稳定的石墨阳极.
主要方法:
- 通过诱导分子以太的环开放,使用一根二硫化硫阴极主体开发了现场的QSSE.
- QSSE形成了一个凝聚合物矩阵,其离子导电率 (1.51 mS cm−1) 与液体电解质相当.
- 使用现场QSSE和石墨阳极研究Li-S囊细胞的电化学性能.
主要成果:
- 在现场形成的QSSE有效地防止+离子和溶剂在石墨阳极中的共同插曲.
- 对于硫阴极来说,QSSE表现出足够的离子导电性和氧化还原化学.
- 在200个周期内,Li-S袋式电池表现出~1200 mAh g-1的特定容量和90.3%的容量保留.
结论:
- 在QSSE的现场形成成功地稳定了以为基础的电解质在Li-S电池中的石墨阳极.
- 这种方法解决了电解质限制,为石墨阳极在Li-S电池中的利用铺平了道路.
- 开发的技术为更安全,更具成本效益和更稳定的Li-S电池提供了通往先进能源存储的途径.
