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大連化物所鋰硫電池電解液材料研究獲進(jìn)展

2017-08-08 09:08:35 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：鋰電網(wǎng) 分享至：

導(dǎo)讀：鋰硫電池因具有較高的能量密度和低廉的成本，是目前國(guó)際研究熱點(diǎn)之一。多硫化鋰的“飛梭效應(yīng)”和金屬鋰“界面不穩(wěn)定”是鋰硫電池面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

OFweek鋰電網(wǎng)訊近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員張華民、李先鋒和副研究員張洪章團(tuán)隊(duì)，利用“低Ksp抑溶效應(yīng)”固定多硫化鋰和“界面聚合成膜效應(yīng)”保護(hù)金屬鋰，設(shè)計(jì)、制備出兼具高穩(wěn)定性、高安全性和高容量發(fā)揮的電解質(zhì)溶液，并實(shí)現(xiàn)了其在鋰硫電池器件中的應(yīng)用。相關(guān)研究成果以“LiNO3-free electrolyte for Li-S battery: A solvent of choice with low Ksp of polysulfide and low dendrite of lithium”為題發(fā)表在Nano Energy上。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心（iChEM）、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)和大連化物所百人計(jì)劃項(xiàng)目等資助。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1 鋰硫電池的無(wú)LiNO3電解液含有低Ksp多硫化物和低枝晶鋰離子

大連化物所鋰硫電池電解液材料研究獲進(jìn)展

圖2 PS在大量電解質(zhì)中的擴(kuò)散

大連化物所鋰硫電池電解液材料研究獲進(jìn)展

a）向電解質(zhì)中加入1ml 1.0M的PS;

b）向電解質(zhì)中加入2ml 0.1M的 PS。

實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，并用數(shù)碼相機(jī)記錄。

【研究?jī)?nèi)容】

鋰硫電池因具有較高的能量密度和低廉的成本，是目前國(guó)際研究熱點(diǎn)之一。多硫化鋰的“飛梭效應(yīng)”和金屬鋰“界面不穩(wěn)定”是鋰硫電池面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

一直以來(lái)，科研人員使用硝酸鋰添加劑來(lái)解決上述問(wèn)題，但是硝酸鋰、炭黑、單質(zhì)硫共存的電池體系存在安全隱患。該研究團(tuán)隊(duì)首次設(shè)計(jì)出一類不含硝酸鋰的高性能電解液，兼具較低的多硫化鋰溶解度（Ksp）、較高的鋰離子傳導(dǎo)率、較高的單質(zhì)硫利用率和優(yōu)異的金屬鋰界面穩(wěn)定性。采用該電解液組裝的4000 mAh鋰硫電池器件，其比功率可達(dá)60 Wkg-1，比能量可達(dá)350 Whkg-1，且能穩(wěn)定循環(huán)30次以上，此技術(shù)有望使太陽(yáng)能無(wú)人飛機(jī)連續(xù)飛行1個(gè)月。該工作為鋰硫電池電解液材料的設(shè)計(jì)制備提供了新思路。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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