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研究人员采用离子液体电解质添加剂延长Li/S电池循环寿命

时间:2021-03-26 00:44
本文摘要:据国外媒体报道,瑞典ChalmersUniversityofTechnology和韩国庆尚国立大学的研究人员使用离子液体Py1,4TFSI作为电解质添加剂,缩短锂硫电池的循环寿命。再次向电解液中加入离子液体,通过调节浓度,有必要增强液体电解质界面(SEI)的稳定性,降低可燃性,提高电池的安全性。用于低硫负荷离子液体基电解液(4mg/cm?)锂硫电池表现出600mAh/g的稳定容量,其循环时间是LiNO3添加剂电池(300: 150)的两倍。

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据国外媒体报道,瑞典ChalmersUniversityofTechnology和韩国庆尚国立大学的研究人员使用离子液体Py1,4TFSI作为电解质添加剂,缩短锂硫电池的循环寿命。再次向电解液中加入离子液体,通过调节浓度,有必要增强液体电解质界面(SEI)的稳定性,降低可燃性,提高电池的安全性。用于低硫负荷离子液体基电解液(4mg/cm?)锂硫电池表现出600mAh/g的稳定容量,其循环时间是LiNO3添加剂电池(300: 150)的两倍。

锂硫电池因其能量密度低而受到人们的关注。同时,其材料具有低毒、丰富、低成本的特点。

基于开关反应,锂硫电池由含硫负极和锂金属负极组成,其反应机理还包括一系列多硫化锂(Li2SX,3X8)。这些多硫化物,尤其是宽链多硫化物,可以在普通电解质中沉淀,并且在往返过程中可以迁移到锂电极或从锂电极迁移出来。在“往复”过程中,多硫化物在电极上大大减少并水解,而不降低容量。这种往复机制不会引起很多问题,包括活性物质的损失、主体反应以及锂金属阴极上绝缘界面的组成。

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为了解决这些问题,必须使用添加剂来改变电解质的性质。这些添加剂可以通过形成稳定的液体电解质界面来避免来回过程。

最稀有的添加剂是LiNO3。然而,在循环过程中,LiNO3被大量消耗和牺牲。

用作离子液体添加剂,可明显减少来回反应,提高库仑效率。同时,电解质的热稳定性提高,可燃性降低。

此外,Py1,4TFSI需要改善液体电解质单体界面而不是无机界面的组成,有助于增加硫沉积,延长锂硫电池寿命。


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