电解液组成对固相转化机制硫电极性能的影响

摘要：

锂硫二次电池由于潜在的高比能优势,被认为是最具发展潜力的新一代电化学储能体系.然而,构建高活性、长寿命的硫电极遇到了巨大的技术挑战.主要原因是常规硫电极在其充放电过程中伴随着多硫离子中间产物的溶解和流失,导致其循环稳定性较差.我们前期工作证实,利用碳酸亚乙烯酯(VC)溶剂与多硫离子之间的亲核反应在硫电极表面原位生成一层SEI膜,可以有效隔离硫与电解液的直接接触,实现硫与硫化锂之间的固–固转换,从而避免多硫离子的产生和溶出.为了获得更符合实际应用的研究结果,本工作中我们采用高面载量硫电极(7mg/cm2)为研究对象,探究了电解液组成,包括VC含量、LiTFSI锂盐浓度,对固相转化硫电极性能的影响.结果表明,在高VC含量和高LiTFSI浓度的"双高"共溶剂电解液[2.5 mol/L LiTFSI+VC/DOL/DME(体积比为10:5:5)]中,高面载量S/C复合电极展现出高的可逆比容量(1090mA·h·g-1)和优异的循环性能(50周容量保持率97.2％).研究结果为构建高循环稳定性硫电极提供了可行的技术途径.

关键词：锂硫电池、硫正极、共溶剂电解液、固相转化、高载量电极

所属期刊栏目：9

分类号：TM911

资助基金：国家重点研发计划新能源汽车专项2016YFB0100200

在线出版日期：2020-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：331-338