Angew:越过多硫化物穿梭和锂枝晶形成:解决实用高能锂硫电池缓慢的S氧化还原动力学问题
Nanoyu Nanoyu 2020-07-10

电解质调节可以同时抑制锂硫(Li-S)电池的多硫化物穿梭效应和锂枝晶的形成。然而,缓慢的S氧化还原动力学,特别是在高S负荷和贫电解质工作下,一直被严重忽视,这极大地限制了实用袋式Li-S电池的循环寿命和能量密度。

近日,香港科技大学Tianshou Zhao教授,美国阿贡国家实验室Gui-Liang Xu,Khalil Amine报道了当锂金属负极与合理设计的掺硒S(Se/S)正极在(1M)LiTFSi/DOL-HFe基稀电解质中耦合时,可实现快速S氧化还原动力学的强负极化学反应和正极化学反应。

文章要点

1锂金属负极和Se/S正极表面上均匀且坚固的富F固体电解质中间相(SEI)层不仅可以实现平滑和超稳定的镀锂/剥离过程,而且还可以有效消除穿梭效应。此外,Se掺杂与空心核壳主体结构的合理结合,显著提高了Se/S正极的反应动力学。

2测试结果表明,具有高面积容量负荷(>4 mAh cm-2)和低E/S比(10 µL mg-1)的梭形和树枝状Li-Se/S电池中显示出高的比容量。同时,无论是纽扣电池还是袋式电池,高能锂硒硫电池的循环稳定性、库仑效率和安全性都有了很大的提高。

Chen Zhao, et al, Beyond  polysulfides  shuttle  and  Li  dendrite  formation: addressing the sluggish S redox kinetics for practical high energy Li-S batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202007159

https://doi.org/10.1002/anie.202007159


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