二甲基三硫醚功能添加剂显著提高锂硫电池循环性能

锂硫二次电池能量密度高，硫资源丰富、价格低廉而且对环境友好，具有非常大的商业应用潜力，是一种前景广阔的电池。近年来，锂硫电池的发展引起了国内外的广泛关注，然而电解液对电极的腐蚀和聚硫化物穿梭效应仍是制约锂硫二次电池循环性能、限制其应用的重要原因。

改善电解液性能是提高锂硫电池安全性能和电化学性能的有效途径，目前锂硫电池的电解液多采用醚类有机溶剂，如1，3-二氧戊烷与乙二醇二甲醚等，提高活性物质的浓度或者添加功能性添加剂有利于改善传统电解液性能。理想的功能添加剂不仅需要溶解度好没有副反应，而且还应具备无毒或低毒性，常用的锂硫电池功能性添加剂有含硫添加剂、金属元素添加剂、含磷添加剂、含氟、砜类添加剂等。 

专利CN111628221A选用二甲基三硫醚作为功能添加剂，与适宜的锂盐、有机溶剂复配，制备了一种锂硫电池电解液，不仅可以抑制电池循环过程中电解液对电极的腐蚀，并且可以抑制锂硫电池的“穿梭效应”，有效提高锂硫电池的循环稳定性及倍率性能。

二甲基三硫醚作为功能添加剂，在循环过程中较电解液中的有机溶剂要优先被氧化，形成的保护膜覆盖在正极表面，这层保护膜能抑制电池循环过程中电解液对正极的腐蚀，稳定电极/电解液界面，根据二甲基三硫醚结构，其被氧化后形成S＝O键，研究显示，S＝O键可以使作为弱碱基位点的氮核脱离，以阻碍PF5的反应，从而有效抑制了HF和LiF的产生，阳极表面LiF的减少，进一步减少了对电极的腐蚀效应。另外，该功能添加剂在缺电子的情况下能够吸附溶解的硫或多硫化合物，可以抑制锂硫电池的“穿梭效应”，从而有效提高锂硫电池的循环稳定性及倍率性能。