AEM：固体转换型硫正极的衰减机理及长循环锂硫电池的设计
Nanoyu
2021-11-13
在硫正极表面形成的正极电解质界面（CEI）对锂-硫（Li-S）电池能否通过固相转化反应发挥作用起着至关重要的作用，能有效地阻止锂多硫化物（LiPSs）的溶解。然而，目前人们对Li-S电池CEI的演化和失效机理还缺乏系统的研究。
近日，华中科技大学黄云辉教授，李真教授报道了在固-固反应体系下，研究了硫含量与CEI完整性的关系。
文章要点
1）研究发现，尽管CEI可以完全抑制LiPSs的溶解，但在反复的镀锂/脱锂过程中，固-固两相转化（S-Li2S）仍然带来持续的体积膨胀和收缩。当还原产物（Li2S/Li2S2）的体积大于主体的最大体积时，由于活性物质的体积膨胀应力，形成的CEI会断裂。开裂的CEI会导致电解液的不断分解和活性物质的消耗，从而加速电化学性能的下降。
2）研究人员总结和讨论了碳基基质孔容、硫含量和电解液用量之间的相互关系及其对CEI完整性的影响。为延长Li-S电池寿命和提高电池整体能量密度提供了一种有效的平衡电池关键参数的策略。
参考文献
Xue Chen, et al, Insight into the Fading Mechanism of the Solid-Conversion Sulfur Cathodes and Designing Long Cycle Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202102774
https://doi.org/10.1002/aenm.202102774
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