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含磷添加剂助力锂硫电池的广泛应用
近年来,锂硫电池作为一种高性能储能电池,在便携式电子设备、电动汽车等行业有广泛应用,其发展引起了国内外的广泛关注。然而,电解质安全问题的存在限制了锂硫电池的发展。
为解决这一问题,人们将锂硫电池阻燃添加剂添加到有机电解液中以提升锂硫电池的电化学性能及安全性能。理想的电解质添加剂应具备溶解度好、无副反应、无毒或低毒性的特点。目前应用较广的电解质阻燃添加剂主要包括有机磷化物、有机卤化物、复合阻燃剂和一些其他阻燃剂。
性能优异的含磷添加剂是锂硫电池电解液添加剂研究的热点,其不仅具有高阻燃效果,而且可提升电池的电化学性能,有广泛的应用。
W.M.Zhao 等[1]报道指出,将二氟磷酸锂作为功能性添加剂加入碳酸酯类电解质中,可以减缓燃烧链反应进程,不仅能提高锂硫电池的安全性和稳定性,还可以提升电池的电化学性能和比容量。
有机磷化物添加剂除了作阻燃剂使用,还可以作为 SEI 成膜添加剂、导电添加剂使用。Wang 等[2]的研究表明,通过石墨烯,有机导体 PEDOT 以及氮和磷共掺杂生物碳来固定硫,开发出具有三重保护策略的分层结构复合材料,这种独特的分层结构可以有效地固定硫,同时提高电导率并确保有效的锂离子传输,从而提高锂硫电池性能。
有机液体电解质是当前锂电池应用最广泛的电解质体系,开发不同功能的新型电解质添加剂,包括含磷添加剂等有利于改善电解质性能,从而提升锂硫电池的稳定性和安全性,仍是未来锂硫电池发展的研究重点。
参考文献:
1. Zhao W M,Zheng G R,Lin M,et al.Toward a stable solid?electrolyte?interfaces on nickel?rich cathodes:LiPO2 F2 salt-type additive and its working mechanism for LiNi 0.5Mn 0.25Co 0.25O2 cathodes[J].Journal of Power Sources,2018,380:149?157.
2. Wang T,Zhu J,Wei Z X,et al.Bacteria ?derived biological carbon building robust Li ?S batteries[J].Nano Letters,2019,19(7):4380?439