锂-硫属电池,特别是锂-硫电池(LSBs),由于其具有极高的理论能量密度,作为下一代储能技术受到了极大的关注。然而,其在商业化之前,仍需要克服相关的挑战。作为硫属元素的另一个成员,元素硒由于其较高的电子传导性、高容量密度以及与碳酸盐电解质的良好相容性,将是一种有吸引力的硫的替代品。与LSB不同的是,锂硒电池(LSeBs)的研究和开发仍处于初级阶段,全面而深入的总结对于指导其未来的研究具有重要意义。
有鉴于此,西北工业大学黄维院士,杜洪方教授,Wei Ai从LSEBs的基本原理、正极设计、隔膜工程和新兴的固体电解质等方面对其进行了系统的总结。
文章要点
1)首先概述和讨论了LSEBs相对于商业LIBs和蓬勃发展的LSBs各自的优势和局限性。对于LSEBs的设计原理,重点总结了不同电解液中的硒基正极的潜在机理,从而加深了对电池和相应材料设计的理解。
2)在此基础上,作者详细讨论了硒基正极的合成、界面化学和表面工程等方面向高性能LSEBs方向发展的重要进展,并着重总结了SexSy正极的研究进展。此外,还总结了满足LSEBs商业化,具有高可靠性、高效率和高安全性标准的固态电解质(SSEs)的智能设计。
3)作者最后简要地概括了LSEBs研究面临的挑战和机遇,为先进的LSEBs设计提供了一些指导。
参考文献
Jinmeng Sun, et al, State-Of-The-Art and Future Challenges in High Energy Lithium–Selenium Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202003845
https://doi.org/10.1002/adma.202003845