Arumugam Manthiram教授AEM：基于双相电解质设计的高能锂硫电池

2022年10月15日上午12:19 • 顶刊解读

多硫化锂（LiPSs）的溶解对快速的正极动力学至关重要，但对负极的稳定性却不利，尤其是在贫电解液条件下。

德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram等利用不同极性的溶剂（四甲基砜[TMS]和二丁基醚[DBE]）之间的相分离现象来实现双相电解质的设计。

图1. 双相电解质的设计

其中，高极性、高密度的TMS-双(三氟甲磺酰)亚胺锂-三氟乙酸铵作为正极电解液强烈地溶解了LiPSs，推动了硫的氧化还原反应。此外，DBE和聚合物离子导体的复合材料作为负极电解质。在负极侧加入DBE，有效地防止了腐蚀性物质（LiPSs和三氟乙酸氨）的交叉，使锂金属负极的稳定性得到了明显改善。

图2. 硫正极的动力学

因此，采用双相电解质的软包锂硫电池表现出了更持久的循环性能。在没有任何电极改性的情况下，这些电池在贫电解液（E/S = 4 µL mg^-1）、低锂过量（N/P = 3）条件下经过120次循环后可以保持其初始容量的72%以上。总体而言，基于液态的双相电解质的概念可以刺激新的努力，以满足各种类型的锂金属电池的电解质要求。

图3. 全电池性能

A Dual-Phase Electrolyte for High-Energy Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202202566

Arumugam Manthiram教授AEM：基于双相电解质设计的高能锂硫电池

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