北京大學(xué)龐全全Joule:采用反溶劑馴化鋰硫電池的準(zhǔn)固態(tài)反應(yīng) 2023年10月7日 下午2:22 ? 未全平臺(tái)發(fā)布, 頂刊 ? 閱讀 39 從溶解-沉積反應(yīng)到準(zhǔn)固態(tài)硫反應(yīng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,鋰硫電池的多硫化物穿梭和貧電解質(zhì)運(yùn)行受到了限制,但反應(yīng)動(dòng)力學(xué)卻很差。 圖1 不同溶劑體系的溶劑化結(jié)構(gòu)示意 北京大學(xué)龐全全等通過(guò)采用低密度、低成本的芳香族反溶劑分子驅(qū)動(dòng)微溶劑化電解質(zhì)(SSEs)獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)重組,從而創(chuàng)造出分子亞域,進(jìn)而使元素硫(3 mg mL-1,35℃)得到必要的溶解,同時(shí)限制了多硫化物的溶解,并保持了離子運(yùn)輸通道。 研究發(fā)現(xiàn),芳香族溶劑可與SSE充分混溶,而且所提出的策略從根本上實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)固態(tài)硫轉(zhuǎn)化反應(yīng),其中涉及溶解元素硫的反應(yīng)步驟,即硫的消耗和再轉(zhuǎn)化,由于硫的部分溶解而在動(dòng)力學(xué)上加速。反溶劑會(huì)進(jìn)一步破壞原本相互連接的三維結(jié)構(gòu),從而帶來(lái)快速的傳質(zhì)。 此外,重要的是,與之前使用的氫氟醚助溶劑不同,芳香族反溶劑出乎意料地促進(jìn)了TFSI-陰離子的還原,從而在鋰負(fù)極上形成了富含無(wú)機(jī)物的固體電解質(zhì)間相(SEI)保護(hù)層,保證了鋰負(fù)極的緊湊和均勻沉積。 圖2 半電池性能 因此,采用這種電解質(zhì)系統(tǒng)的鋰硫電池能在接近室溫的條件下快速進(jìn)行轉(zhuǎn)換反應(yīng)(即過(guò)電位降低 0.3 V),并能在5 mL mg-1的貧電解質(zhì)條件下穩(wěn)定循環(huán)~ 160次。這種精心設(shè)計(jì)的電解質(zhì)與傳統(tǒng)的醚基電解液有很大不同,是一種具有巨大潛力的新型電解質(zhì)系統(tǒng)。這項(xiàng)工作將進(jìn)一步激發(fā)硫基電池新型電解質(zhì)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 圖3 鋰硫電池性能 Stabilized Li-S batteries with anti-solvent-tamed quasi-solid-state reaction. Joule 2023. DOI: 10.1016/j.joule.2023.07.013 原創(chuàng)文章,作者:v-suan,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/07/3c54073950/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 ?南航/北大Nature子刊:高能輻射下CuNi SAs/UiO-66(Hf)選擇性還原CO2為CH3OH 2023年9月30日 新方法!蘇州大學(xué)最新Nature Materials,解決重大難題! 2023年12月6日 催化頂刊集錦:Nature子刊:EES、Angew.、JACS、AFM、Nano Energy等 2023年10月13日 他,2023新晉中科院院士,現(xiàn)任嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主任,發(fā)表第22篇Angew! 2024年6月28日 侴術(shù)雷/郭俊明/向明武AEM:通過(guò)多功能碳夾層平衡鋰硫電池中多硫化物的吸附和轉(zhuǎn)化 2024年5月13日 電池頂刊集錦:莫一非、唐永炳、夏永姚、吳凡、白瑩、徐俊、陳銘、李金金等最新成果速遞 2023年10月27日