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?ACS Energy Lett.：電解質(zhì)添加劑輔助降低硫化鋰正極材料的活化電位

活化電位高和電子/離子導(dǎo)電性差極大地阻礙了鋰離子電池正極材料 Li₂S 的實(shí)際應(yīng)用。引入電解質(zhì)添加劑是應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的最有前途的策略之一。適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)添加劑不僅能降低 Li₂S 的活化電位，還能提高其倍率性能和循環(huán)性能。

在此，華南師范大學(xué)邢震宇、加拿大國立科學(xué)研究所(INRS)孫書會等人回顧了使用電解質(zhì)添加劑降低鋰離子電池活化電位的最新研究進(jìn)展，并提出了未來的可能性。

除了調(diào)節(jié)正極材料外，電解質(zhì)添加劑近年來也被證明能有效降低 Li₂S 的活化電位。例如，氧化還原介質(zhì)有助于電子或 Li⁺ 以化學(xué)方式穿過 Li₂S/電解質(zhì)的固-液界面，而不是通過電化學(xué)途徑，因?yàn)殡娀瘜W(xué)途徑的動力學(xué)非常緩慢。至于鋰鹽添加劑或有機(jī)助溶劑，由于促進(jìn)了 Li+ 的導(dǎo)電性，活化電位會大大降低。與調(diào)節(jié) Li₂S 本身的結(jié)構(gòu)相比，引入電解質(zhì)添加劑似乎更為簡便實(shí)用，因此使用電解質(zhì)添加劑作為降低活化電位的策略備受關(guān)注。

圖1. 通過引入不同的電解質(zhì)添加劑降低 Li₂S 的活化電位

其次，應(yīng)嚴(yán)格控制電解質(zhì)添加劑的含量。例如，在電解液中加入 250 ppm 的乙醇時，Li₂S 的活化電位從 3.4 V 下降到 2.9 V。然而，如果進(jìn)一步將乙醇量增加到 1000 ppm，活化電位就會上升到 3.02 V，這是因?yàn)檫^量的乙醇會與鋰負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。此外，過量的添加劑可能會增加電解液的粘度，降低 Li⁺ 的擴(kuò)散速度并增加電阻。同時，過量添加劑還可能在長時間循環(huán)后在電極表面產(chǎn)生沉積物，進(jìn)一步影響電池的倍率性能。因此，有必要優(yōu)化電解液添加劑的含量。

總之，該工作主要討論了與電解質(zhì)添加劑的使用有關(guān)的話題，旨在降低Li₂S正極的活化電位。因此，該工作將引發(fā)對 Li₂S 正極活化電位的進(jìn)一步研究，并促進(jìn)鋰離子硫電池的研究。

圖2. 含電解質(zhì)添加劑的 Li₂S 的電化學(xué)性能

Lowered Activation Potential of Lithium Sulfide Cathode Material Aided by Electrolyte Additive, ACS Energy Letters 2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02551

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?ACS Energy Lett.：電解質(zhì)添加劑輔助降低硫化鋰正極材料的活化電位

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