合理重组电解液结构有助于提升锂硫电池性能

在锂电研究领域，科学家们致力于解决锂硫电池多硫化锂(LiPS)和多硒化锂(LiPSe)中间体的溶解和穿梭效应。近日，为解决能量和循环寿命之间的折衷问题，中科院化学研究所张娟助理研究员，郭玉国研究员，辛森研究员合理重组了电解液结构，报道了一种新的电解质，该电解质兼顾了液体电解质和聚合物电解质的优缺点，同时解决了它们的劣势。

研究人员开发了一种原位界面聚合策略，研制了一种用于锂硫电池电解液等静压的功能性复合隔膜。以在涂有LiPF6的隔膜和阴极之间创建液体/聚合物混合电解质。在隔膜上原位形成的聚合物凝胶电解质显示出较高的Li+传递数，可作为化学屏障来防止穿梭效应。在凝胶电解质和阴极表面之间是一个薄的梯度固化层，该层能够从凝胶转变为液体，从而使液体电解质保持在阴极内部，以实现Li+的快速传输和活性材料的高利用率。

通过解决穿梭化学和S / Se放电不完全之间的难题，新的电解质配置证明了其触发阴极更高容量保留的可行性。锂硫氧电池同时实现了高容量、稳定循环和良好的倍率性能。此外，功能复合材料隔膜的简易和可扩展制造，以及隔膜在制造叠层Li-S储袋电池中的示范使用，为该战略在工业级的实际应用提供了保证。

电池电解液的合理配置有助于平衡锂硫氧电池正极化学活性和稳定性，为实现下一代高能可充电锂电池的电解液配置优化设计提供了一种全新的视角。

参考文献：Wen-Peng Wang, et al, A Rational Reconfiguration of Electrolyte for High-Energy and Long-Life Lithium–Chalcogen Batteries[J]. Adv. Mater. DOI: 10.1002/adma.202000302