AEM：催化歧化抑制锂硫软包电池中的多硫化物穿梭

Nanoyu

2022-08-13

解决多硫化锂穿梭问题对于实际应用中的高能量密度锂-硫软包电池至关重要，尤其是在高硫负载和贫电解质条件下。

与先前报道的在正极或隔膜内具有缓慢催化动力学和有限吸附面积的多相吸附催化相反，近日，中山大学孟跃中教授，王拴紧教授发现，二氟磷酸锂（LiPO₂F₂）是电解质中的均相催化剂，其减轻了多硫化物扩散。

文章要点

1）电解液中含有LiPO₂F₂的Li–S软包电池具有破纪录的两个月搁置稳定性，长时间循环后容量保持率从37.0%显著提高至81.4%，电动车级能量密度超过400 Wh kg^-1。

2）最小量的1 wt% LiPO₂F₂倾向于促进多硫化锂在S/C正极上而不是在电解质中的歧化，这引发了可溶性多硫化锂向不溶性固体S₈和Li₂S₂/Li₂S的快速转化。密度泛函理论（DFT）计算和实验进一步提出了多硫化物双自由基歧化的可靠机理。这是关于多硫化物歧化反应机理的首次报道。

这种对电解质中均相催化机理的新认识可能为高能量密度锂硫电池的商业化铺平道路。

参考文献

Yilong Lin, et al, Catalytic Disproportionation for Suppressing Polysulfide Shuttle in Li–S Pouch Cells: Beyond Adsorption Interactions, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201912

https://doi.org/10.1002/aenm.202201912