要超越当前Li–S电池的能量密度极限,就必须在贫电解质条件下获得较长的使用寿命。长期面临的挑战包括在促进硫电极反应的同时抑制电解质分解。在本研究中,利用氟化醚共溶剂通过H-F相互作用微调了主溶剂二甲氧基乙烷的溶剂化能力。随着共溶剂氟化程度的增加,锂离子周围阴离子的配位增加,多硫化锂的溶解度降低。通过系统地改变溶剂化能力,制备出了溶剂化适中的电解质,可以有效抑制多硫化锂的溶解,同时又不影响氧化还原动力学。由于形成了阴离子衍生固体电解质间相,中等溶解度的电解质可诱导锂的均匀沉积并减少电解质的分解。组装好的袋式Li–S电池含有具有优化溶解能力的电解质,在E/S比为2.0 µL mgs-1时可提供405 Wh kg-1,寿命超过80 个循环。这项研究提出了一种微调Li+溶剂化结构的策略,从而在贫电解质条件下实现硫阴极和锂金属阳极的均衡性能。
图文简介
贫电解液Li-S电池的失效分析
不同溶剂化结构的DME-FE电解质的设计原则
采用不同溶剂化能力的DME-FE电解液的Li-S电池运行情况
使用DME-FE电解液形成的SEIs的化学结构
含DME和DME-TFTFE电解液的软包Li-S电池性能
论文信息
通讯作者:Hee-Tak Kim
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