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鋰硫電池界面機制研究 促進設計推廣應用


江蘇中動電力設備有限公司 / 2018-06-21

 鋰硫電池由于具有高比容量和低成本等優勢,在儲能領域有巨大的應用潛力。近日,中國科學院大學、中科院化學所在《美國化學會志》發表文章,探究鋰硫電池的界面發生機制,為具有高能量密度和優異循環性能的Li-S電池的合理設計打開了一個全新的視角。

研究亮點:

1. 發現了電解質中的鋰鹽影響鋰硫電池充/放電過程中沉積/分解硫化物的結構和形貌。

2. 理解了鋰硫反應的界面動力學,揭示了納米級鹽介導的機制,為鋰硫電池界面的優化設計提供了新的視角。

鋰硫電池由于具有高比容量和低成本等優勢,在儲能領域有巨大的應用潛力。問題在于,多硫化物中間體的溶解造成穿梭效應,導致高的界面電阻和循環性能衰退。深入研究界面中多硫化物的形成和轉化,對鋰硫電池的發展至關重要。

鋰鹽中的陰離子對電解質中的離子-溶劑相互作用和正極-電解質界面上的多硫化物溶解有著關鍵影響。然而,目前很少有研究鋰鹽對正極界面硫化物轉化的影響。雖然電解質的設計成為Li-S電池進一步發展的共識,但在正極-電解質界面處,硫化物的實時動態轉化仍然是未知的。因此,在時間和空間四維角度下,通過實時監測界面中鋰鹽對硫化物在電化學環境下的形態、結構和動力學的影響,是非常有意義的。

有鑒于此,中科院化學所文銳和萬立駿團隊通過對工作電池內部的實時AFM監測,直接觀察到鋰鹽對硫化物界面演變和動態轉變的影響。


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