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北京理工大學，ACS Energy Letters：重新激活不活躍的鋰實現長循環鋰-硫電池

鋰-硫電池因其較高的理論能量密度和較低的原材料成本被認為是極具發展前景的下一代電池體系。其中，高能量密度鋰硫電池雖很有吸引力，但由于循環壽命短而受到阻礙。非活性鋰的形成和積累會降低電池的穩定性。

在此，北京理工大學張學強團隊提出了一種苯乙胺（PEA）添加劑。研究顯示，其可以在不犧牲電池庫侖效率（CE）的情況下，通過封裝多硫化鋰電解質（EPSE）來重新激活鋰硫電池中的非活性鋰。

其中，PEA在負極側與惰性Li反應生成還原態的有機多硫化物R-LiPEA，隨后與S正極反應生成氧化態的O-LiPEA。R-LiPEA 和 O-LiPEA 參與氧化還原循環，重新激活電池中積累的非活性鋰。

結果顯示，與基于不含PEA的EPSE相比，EPSE中添加PEA的鋰硫電池在苛刻條件下可實現185次循環，并且保持具有96%的CE。

圖1. PEA的工作機制探究

總之，該工作通過在 EPSE 中引入 PEA 添加劑重新激活和回收 Li-S 電池中的非活性Li。研究顯示， PEA 可與Li 和 S 正極發生反應，形成 O-LiPEA 和 R-LiPEA。這些有機多硫化物參與氧化還原循環，以重新激活和回收電池中產生和積累的非活性鋰，從而延長鋰-硫電池的循環壽命。基于此，采用該電解質的鋰硫電池可實現優異的電池性能。因此，該工作為先進鋰-硫電池的商業化應用提出了一種有前景的策略。

圖2. 鋰-硫電池的電化學性能

Long-Cycling Lithium–Sulfur Batteries Enabled by Reactivating Inactive Lithium,?ACS Energy Letters?2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.4c03177

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北京理工大學，ACS Energy Letters：重新激活不活躍的鋰實現長循環鋰-硫電池

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