产品搜索
结构搜索
全站搜索
在线客服
-
诊断医药客服
当前位置: 行业资讯
SOCl2大显身手，全面提升锂硫电池性能
2018-09-30
来源：转载自第三方
近日，南京工业大学、上海交通大学以及江苏师范大学的研究人员合作，利用亚硫酰氯（SOCl2）作为电解液添加剂，稳定了金属锂负极界面，改善了锂硫电池的长期循环性能。该研究成果以题为“Desiging Li-protective layer via SOCl2 additive for stabilizing lithium-sulfur battery”的文章发表于国际知名期刊Energy Storage Materials 上。
金属锂负极具有3,860mAh/g的比容量，被认为是最有前途的锂电池负极材料。但是，尽管已有数十年研究，其商业化仍受枝晶生长和体积膨胀带来的循环寿命短、利用效率低、安全性差的问题的限制。新一代蓄电池锂硫电池以金属锂作为负极，硫作为正极，因为具有正极容量高（理论值为1,675mAh/g）的特点而备受期待。但其存在的问题是，放电反应的中间产物多硫化锂容易溶解于电解液，随着充放电循环的进行，溶解的多硫化物离子会在正极和负极之间反复引发氧化还原反应，进而导致电池容量劣化。
为了解决上述问题，近年来，科研工作者们尝试采用固态电解质、电解液组分优化、人工SEI膜构筑等多种策略。其中，电解液组分优化由于操作简单、对能量密度几乎没有影响、成本低廉等而倍受欢迎。通常来讲，成膜电解液添加剂的作用是协助产生坚固的SEI膜来保护电极。常用的代表性成膜添加剂有碳酸丙烯酯体系的亚硫酸亚乙酯、N,N-二甲基三氟乙酰胺、1,2-三氟乙酰基乙烷，碳酸二甲酯体系的碳酸亚乙烯酯、SO2等。但是，在电化学反应过程中，添加剂也会不断被消耗，寻找有利于长期电化学循环的添加剂的任务十分迫切。
在本文中，作者在传统碳酸酯电解液中加入2%体积分数的SOCl2，当锂与亚硫酰氯接触时，就会发生化学反应，生成无机物LiCl、S等无机物和少量的SO2，LiCl不仅具备一定的离子电导可以调控锂离子流在负极界面处的均匀扩散，而且还可以形成均匀致密的人工SEI膜作为物理屏障阻隔电解液与锂负极的直接接触；S单质溶解在电解液中（电解液由透明变黄），在放电过程中会逐步向正极扩散提供额外的容量。由此组装的Li-S电池在400mA/g的电流密度下放电比容量高达2202.3mAh/g，超出理论容量的部分来自于添加剂的分解补偿。
该项研究不仅解决的金属锂负极界面的稳定性问题，还进一步将亚硫酰氯添加剂引入到锂硫二次电池中，改善了锂硫电池的电化学性能，为二者后续的发展研究提供了新的思路。
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑
如果涉及转载授权，请联系我们。
