对于实际应用来说,Li−O2电池应该能够在开放的O2环境中高效/安全地运行,而不是被困在密封/封闭环境中。然而,挥发性和易燃性电解液的应用限制了Li−O2电池在开放式O2环境中的运行。
基于此,厦门大学孙世刚院士,乔羽教授报道了通过引入一种不挥发、不燃的环丁砜溶剂,成功研制了一种能在开放的O2环境下工作(保持O2连续流动)的Li−O2电池。
文章要点
1)研究人员将LiNO3溶解在浓TMS电解液(C-TMS+LiNO3)中来调节基于TMS的电解液,然后用于Li−O2电池,从而可以在开放的O2环境中高效和安全运行。
2)研究发现,C-TMS+LiNO3电解液不仅有利于稳定的SEI形成,有利于有效的镀锂/剥离过程(Li/Li对称电池具有超过1000 h的长循环性能,稳定的过电位为80 mV),而且还提高了Li2O2/O2在碳布正极上氧化还原反应的电化学可逆性,导致首次充电过程中具有3.5V的低过电位,在固定容量为0.2 mAh的60次循环后,稳定的放电平台为2.75 V,并产生较高的放氧量和较低的CO2量。
本研究强调了电解液的非挥发性和不可燃性的重要性,展示了将Li−O2电池从密封/封闭气瓶中解放出来的巨大前景。
参考文献
Zhengang Li, et al, Nonvolatile and Nonflammable Sulfolane-Based Electrolyte Achieving Effective and Safe Operation of the Li−O2 Battery in Open O2 Environment, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04537
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04537