Adv. Mater.: 新型高供体数锂硫电池电解液

小学生

2020-11-14

在锂硫电池中，多硫化锂作为连接正极氧化态物种硫和还原态物种硫化锂的桥梁，起到了重要作用。由于在实用电池中电解液用量很小，多硫化锂溶解度有限，因此会造成硫利用率低等问题。近日，韩国首尔国立大学的Kookheon Char和Jang Wook Choi课题组使用酰胺类高供体溶剂为锂硫电池电解液，实现了贫液锂硫电池的高能量密度。

本文要点

1)   首次提出以1,3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI）为锂硫电池溶剂。DMI对多硫化锂溶解度高，且二者不发生反应；

2)   作者使用0.5 M LiNO₃作为添加剂来稳定锂负极，以提升锂硫电池循环性能；

3)   在5 μL/mg_(s)的液硫比，0.03 C倍率条件下，电池展示出1595 mAh/g的比容量，80周循环后容量保持率为59.6 %。

笔者曾用相同的溶剂在锂硫电池中进行测试。在测试过程中，笔者发现，这种酰胺类电解液与金属锂兼容性很差，单纯将锂片浸泡在电解液中就会发生反应。此文中作者使用高达0.5 M的LiNO₃作为添加剂后循环性能仍旧拉垮，也反映出这个问题。另外，酰胺类电解液在锂硫电池中的应用也有报道，读者可配合之前的报道对比阅读：Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 5557 –5561，DOI: 10.1002/anie.201812611；Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16732 –16736， DOI: 10.1002/anie.201810132.

参考文献：

M. Baek et al. New High Donor Electrolyte for Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Mater., 2020

DOI: 10.1002/adma.202005022

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202005022