《Bifunctional Li2Se Mediator to Accelerate Sulfur Conversion and Lithium Deposition Kinetics in Lithium−Sulfurized Polyacrylonitrile Batteries》(双功能硒化锂添加剂作用于锂硫电池加速硫转化和锂沉积动力学)
锂硫电池因其超高的理论能量密度和低成本等优势有望成为下一代高能量密度二次电池。硫化聚丙烯腈(SPAN)其独特的化学结构和良好的电导率,是一种很有应用前景的硫正极材料。然而,Li-SPAN电池的应用受到了硫动力学缓慢和不可控的锂沉积问题的严重限制,导致在醚类电解液中的电化学性能差。在这个工作中,我们提出一种双功能电解液添加剂硒化锂(Li2Se)。在硫正极一侧,Li2Se会不断攻击多硫化物的S-S键,形成更高反应活性的S-Se键,降低反应能垒,加速硫正极动力学。在锂负极一侧,Li2Se有助于Li+传输扩散,形成稳定的含硒有机-无机复合SEI,降低了锂金属的成核过电位,提高了锂沉积的交换电流密度。因此,添加Li2Se的Li-SPAN电池表现出高的放电比容量,优异的循环稳定性和高倍率性能(2C下稳定循环500圈,高倍率3C下的放电比容量仍有1331 mAh g−1)。并且在实用化条件下(SPAN loading=12.0 mg cm-2,E/S=5 µL/mg),发挥出高面容量10.3 mAh cm-2。这项工作为构建实用化高能量密度Li-SPAN电池提供了新的策略。
文章链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsaem.3c00815