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?ACS Energy Lett.：電解質添加劑輔助降低硫化鋰正極材料的活化電位

活化電位高和電子/離子導電性差極大地阻礙了鋰離子電池正極材料 Li₂S 的實際應用。引入電解質添加劑是應對這些挑戰的最有前途的策略之一。適當的電解質添加劑不僅能降低 Li₂S 的活化電位，還能提高其倍率性能和循環性能。

在此，華南師范大學邢震宇、加拿大國立科學研究所(INRS)孫書會等人回顧了使用電解質添加劑降低鋰離子電池活化電位的最新研究進展，并提出了未來的可能性。

除了調節正極材料外，電解質添加劑近年來也被證明能有效降低 Li₂S 的活化電位。例如，氧化還原介質有助于電子或 Li⁺ 以化學方式穿過 Li₂S/電解質的固-液界面，而不是通過電化學途徑，因為電化學途徑的動力學非常緩慢。至于鋰鹽添加劑或有機助溶劑，由于促進了 Li+ 的導電性，活化電位會大大降低。與調節 Li₂S 本身的結構相比，引入電解質添加劑似乎更為簡便實用，因此使用電解質添加劑作為降低活化電位的策略備受關注。

圖1. 通過引入不同的電解質添加劑降低 Li₂S 的活化電位

其次，應嚴格控制電解質添加劑的含量。例如，在電解液中加入 250 ppm 的乙醇時，Li₂S 的活化電位從 3.4 V 下降到 2.9 V。然而，如果進一步將乙醇量增加到 1000 ppm，活化電位就會上升到 3.02 V，這是因為過量的乙醇會與鋰負極發生反應。此外，過量的添加劑可能會增加電解液的粘度，降低 Li⁺ 的擴散速度并增加電阻。同時，過量添加劑還可能在長時間循環后在電極表面產生沉積物，進一步影響電池的倍率性能。因此，有必要優化電解液添加劑的含量。

總之，該工作主要討論了與電解質添加劑的使用有關的話題，旨在降低Li₂S正極的活化電位。因此，該工作將引發對 Li₂S 正極活化電位的進一步研究，并促進鋰離子硫電池的研究。

圖2. 含電解質添加劑的 Li₂S 的電化學性能

Lowered Activation Potential of Lithium Sulfide Cathode Material Aided by Electrolyte Additive, ACS Energy Letters 2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02551

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