北理工AM综述: 高性能锂硫电池负极的界面工程与结构设计
Yolerz Yolerz 2019-03-22

Li-S电池过去的研究主要集中在解决多硫化物的穿梭,硫正极体积变化和硫导电性问题上。然而,Li-S电池中负极的不稳定性已成为实现高性能的瓶颈,Li负极的严重腐蚀以及电解质的分解和耗尽是导致高载硫量Li-S电池失效的主要原因。因此,考虑开发用于Li-S电池高度稳定的负极也是主要努力方向,主要包括锂金属负极,碳基负极和合金基负极。基于这些负极,它们的界面工程和结构设计被认为是实现理想负极的两个最重要的方向。

 

北京理工大学Renjie Chen课题组概述了Li-S电池负极的开发。构建可靠负极需要克服的关键问题是金属Li的高反应性和体积变化,这导致在循环期间活性的丧失、严重的副反应和结构坍塌。目前已提出了各种策略来改善负极的界面和结构稳定性:1#可以通过电解质改性有效地钝化,包括开发新的电解质组分,调节Li盐比例和利用固态电解质,如非原位人工涂层原位形成SEI增强负极界面稳定性。2#用合理设计的负极代替普通的Li箔不仅可以抑制Li枝晶的形成,还可以延缓Li负极的失效。3#此外,为了制造具有所需性能的负极,Li金属粉末,Li合金和精心设计的主体可用作Li沉积的框架。4#除了Li金属负极,一些不含Li金属的材料,如 插层材料(石墨,硬碳)和合金材料(Si,Sn和Ge),也被用于Li-S电池。以上策略该课题组都进行了详细的讨论,并对开发用于Li-S电池高稳定性负极进行了展望。


Yuanyuan Zhao, Yusheng Ye, Feng Wu, Yuejiao Li, Li Li, Renjie Chen, Anode Interface Engineering and Architecture Design for High‐Performance Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201806532

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201806532

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