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?Arumugam Manthiram教授AFM:三碲化鋰電解液添加劑穩(wěn)定鋰負(fù)極同時提高硫正極的利用率

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盡管有可能成為下一代儲能技術(shù),但實用的鋰硫(Li-S)電池仍然受到鋰金屬負(fù)極循環(huán)性差和硫物種轉(zhuǎn)換動力學(xué)遲緩的困擾。
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圖1 LiTe3的設(shè)計和表征
德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Arumugam Manthiram等采用簡單一步法合成了三碲化鋰(LiTe3),并將其用作Li-S電池的新型電解液添加劑,以調(diào)整電池的反應(yīng)動力學(xué),并在電極表面引入SEI保護層。研究顯示,LiTe3能迅速與多硫化鋰反應(yīng),并作為氧化還原介質(zhì),大大改善正極動力學(xué)和正極活性材料的利用。此外,在負(fù)極表面形成的Li2TeS3/Li2Te富集的界面層增強了離子傳輸,穩(wěn)定了鋰的沉積。
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圖2 電化學(xué)性能研究
通過調(diào)節(jié)負(fù)極和正極兩側(cè)的化學(xué)反應(yīng),這種添加劑在傳統(tǒng)醚類電解液中濃度僅為0.1M就可以使無負(fù)極的Li-S電池穩(wěn)定運行。電化學(xué)性能顯示,采用LiTe3添加劑的電池在100次循環(huán)后能保持71%的初始容量,而對照組電池只保持23%。更重要的是,隨著Te的高利用率,該添加劑使無負(fù)極軟包全電池在貧電解液條件下的循環(huán)性能顯著提高。
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圖3 SEI分析及LiTe3的作用示意
Lithium Tritelluride as an Electrolyte Additive for Stabilizing Lithium Deposition and Enhancing Sulfur Utilization in Anode-Free Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI:10.1002/adfm.202304568

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