離子液體電解質添加劑 延長Li/S電池循環壽命
發布時間:2019-08-20 11:21:00
關鍵詞:動力電池 鋰電池

離子液體電解質添加劑 延長Li/S電池循環壽命


據外媒報道,瑞典查爾默斯理工大學(Chalmers University of Technology)和韓國慶尚國立大學(Gyeongsang National University)的研究人員,使用離子液體Py1,4TFSI作為電解質添加劑,以延長鋰硫電池的循環壽命。


在電解質中加入離子液體,通過調節濃度,能夠增強固體電解質界面(SEI)的穩定性,降低可燃性,提高電池的安全性。使用基于離子液體的電解質,高硫載量(4 mg/cm2)鋰硫電池表現出600mAh/g的穩定容量,其循環周期是使用LiNO3添加劑電池的兩倍(300:150)。


鋰硫電池由于高能量密度受到人們青睞,同時,其材料具有低毒、豐富和低成本的特點。鋰硫電池以轉換反應為基礎,由含硫正極和鋰金屬負極組成,其反應機制包括一系列多硫化鋰的形成(Li2SX, 3≤X≤8)。這些多硫化物,特別是長鏈多硫化物,可以溶解在普通的電解質中,并有可能在穿梭過程中遷移到鋰電極上,或從鋰電極上遷移出去。在“穿梭”過程中,多硫化物在電極上不斷被還原和氧化,而不增加容量。這種穿梭機制會引起許多問題,包括活性物質的損失、寄生反應以及鋰金屬負極上絕緣界面的形成。


為了克服這些問題,需要使用添加劑改變電解質性質,這些添加劑通過形成穩定的固體電解質界面,防止穿梭過程產生。最常見的添加劑是LiNO3,然而在循環過程中,LiNO3不斷被消耗,成為犧牲品。使用離子液體添加劑,可以顯著降低穿梭反應,提高庫侖效率。同時,提高電解質的熱穩定性,降低可燃性。另外,Py1,4TFSI能夠促進固體電解質聚合界面的形成,而不是無機界面,有助于減少硫沉積,提高鋰硫電池壽命。


作者: Elisha      稿件來源: 蓋世汽車網
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