分会

第六十一分会：能源化学

摘要

锂硫电池具有超高能量密度（2600 Wh kg-1）和比容量（1675 mAh g-1），被认为是下一代最具发展前景的储能体系之一。然而，以传统醚基电解液体系为主的锂硫电池体系，其商业化应用仍然存在许多棘手的问题（图1a）。这主要是由于：（1）硫单质（S8）及其放电产物（Li2S）电子绝缘导致动力学缓慢和硫利用率低;（2）充放电过程中多硫化锂的“穿梭效应”导致一系列副反应并腐蚀锂金属负极；（3）传统的醚类电解液对多硫化锂溶解度有限，需要过量的电解液，然而高E/S比造成锂硫电池实际能量密度低。基于此，本研究采用高供体数（DN）溶剂，N, N-二甲基丙烯基脲（DMPU）作为共溶剂来调控电解液的溶剂化结构。如图1b所示，溶剂化能力强的DMPU优先参与多硫化锂（LiPSs）的内层溶剂化配位，溶剂化能力弱的DOL分布在LiPSs的溶剂化外层。这种壳鞘结构能有效封装多硫化锂，有助于缓解LiPSs与锂负极的副反应。同时，高DN值溶剂DMPU能够高效稳定高活性介质硫自由基（S3•-），提升硫正极的反应动力学。此外，Li2S在高DN值DMPU电解液中展现出三维的沉积形貌，显著提升了硫的利用率。在该高溶剂化电解液体系中，在低E/S比条件下，电池在0.1 C的倍率下展示出1410 mAh g-1的容量，循环100圈后容量保持率可达87%。本工作利用高供体数溶剂，通过调节电解液溶剂化的结构，解决了锂硫电池硫正极利用率低、反应动力学慢的瓶颈问题，为实现高能量密度锂硫电池提供新的思路。

关键词

锂硫电池;高供体数溶剂;溶剂化结构;硫化锂三维沉积;高能量密度

线上墙报仅限年会已缴费参会代表观看。

您还没有登录，请您先 点击这里登录

宋旭涛 山西大学、彭林 华南师范大学 共2人点赞了这篇线上墙报。