锂硫(Li-S)电池被认为是一种具有高能量密度的电池技术,其中S正极的溶解-沉淀氧化还原反应至关重要。然而,可溶性多硫化锂(LiPSs)作为电池中不可缺少的中间体,容易扩散到锂负极,与锂金属发生严重的反应,从而消耗活性物质,导致电池的快速失效,在实际应用中尤其如此。
有鉴于此,北京理工大学黄佳琦教授报道了采用3,5-双(三氟甲基)硫酚作为电解质添加剂,开发了一种用于锂硫电池稳定锂负极的有机硫固体电解质界面(SEI)。
文章要点
1)含有机硫的SEI可以保护锂负极免受与LiPS的有害反应,减少其腐蚀。
2)在实际条件下,使用高负载S正极(4.5mg S cm-2)、低电解质/S比(5.0 mg S-1)和超薄锂负极(50 µm),含有机硫SEI的锂硫电池具有82次的稳定循环,而常规SEI锂硫电池仅为42次。
这项工作对SEI的有机成分在实用Li-S电池的锂负极保护中的作用提出了重要的指导。
Jun-Yu Wei, et al, Shielding Polysulfide Intermediates by an Organosulfur-Containing Solid Electrolyte Interphase on the Lithium Anode in Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202003012
https://doi.org/10.1002/adma.202003012.