锂硫电池由于其高理论能量密度而被认为是极具潜力的可充电储能系统之一。然而,其循环过程中的穿梭效应会导致硫物种的严重损失和锂金属阳极的腐蚀,从而导致严重的容量衰减。近日,武汉大学柯福生、陈胜利、顾栋、卧龙岗大学Wang Yunxiao报道了用于可持续和高速率的锂硫电池的独特阴极电解质界面工程。
本文要点:
1) 作者原位构建紧凑的阴极电解质界面(CEI),在不牺牲界面Li+传输的情况下,可以完全抑制多硫化锂(LiPS)的穿梭效应。该界面由碳酸亚乙烯酯(VC)、,双(三氟甲烷)磺酰亚胺离子和LiPS构成。
2) 因此,具有固相转化机制的VC基电解质中的CEI限制硫阴极具有长期的循环稳定性和高速率性能,其在零下20°C的极端气候下、低N/P比为1.1的有限锂源下,甚至在机械破坏的情况下仍具有优异性能。该研究通过从电解质中原位构建坚固、自修复和高Li+导电CEI来调整硫阴极的组成和界面结构,从而彻底解决穿梭效应的问题。
Chang-Ding Qiu et.al Engineering Peculiar Cathode Electrolyte Interphase toward Sustainable and High-Rate Li–S Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300229
https://doi.org/10.1002/aenm.202300229