研究人員採用離子液體電解質添加劑 延長Li/S電池循環壽命

蓋世汽車訊 據外媒報道，瑞典查爾默斯理工大學（Chalmers University of Technology）和韓國慶尚國立大學（Gyeongsang National University）的研究人員，使用離子液體Py1,4TFSI作為電解質添加劑，以延長鋰硫電池的循環壽命。

在電解質中加入離子液體，通過調節濃度，能夠增強固體電解質界面（SEI）的穩定性，降低可燃性，提高電池的安全性。使用基於離子液體的電解質，高硫載量（4 mg/cm2）鋰硫電池表現出600mAh/g的穩定容量，其循環周期是使用LiNO3添加劑電池的兩倍（300：150）。

鋰硫電池由於高能量密度受到人們青睞，同時，其材料具有低毒、豐富和低成本的特點。鋰硫電池以轉換反應為基礎，由含硫正極和鋰金屬負極組成，其反應機制包括一系列多硫化鋰的形成（Li2SX,?3≤X≤8）。這些多硫化物，特別是長鏈多硫化物，可以溶解在普通的電解質中，並有可能在穿梭過程中遷移到鋰電極上，或從鋰電極上遷移出去。在「穿梭」過程中，多硫化物在電極上不斷被還原和氧化，而不增加容量。這種穿梭機制會引起許多問題，包括活性物質的損失、寄生反應以及鋰金屬負極上絕緣界面的形成。

為了克服這些問題，需要使用添加劑改變電解質性質，這些添加劑通過形成穩定的固體電解質界面，防止穿梭過程產生。最常見的添加劑是LiNO3，然而在循環過程中，LiNO3不斷被消耗，成為犧牲品。使用離子液體添加劑，可以顯著降低穿梭反應，提高庫侖效率。同時，提高電解質的熱穩定性，降低可燃性。另外，Py1,4TFSI能夠促進固體電解質聚合界面的形成，而不是無機界面，有助於減少硫沉積，提高鋰硫電池壽命。

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