​张强/张学强/文锐Angew：提高实用锂硫电池中SEI稳定性的电解液设计

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​张强/张学强/文锐Angew：提高实用锂硫电池中SEI稳定性的电解液设计
实用的锂硫（Li-S）电池由于在常规醚类电解液中形成的固体电解质界面相（SEI）的不稳定性而受到严重困扰。
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图1 TO/DME电解液的物化性质以及与锂硫电池的兼容性
清华大学张强、北京理工大学张学强、中科院化学所文锐等提出了一种以1,3,5-三氧乙烷（TO）和1,2-二甲氧基乙烷（DME）为辅助溶剂的电解液，通过丰富Li-S电池中的有机成分来构建一个高机械稳定性的SEI。具有高聚合能力的TO可以优先分解并形成富含有机物的SEI，加强了SEI的机械稳定性，从而缓解了SEI的裂纹和再生，降低了活性锂、多硫化锂和电解质的消耗率。同时，DME确保了硫正极的高比容量。
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图2 SEI的组成和机械稳定性
因此，采用TO/DME电解液的Li-S电池在苛刻的条件下提供了216次循环的改善寿命，而在DOL/DME电解液中只有75次循环。此外，使用TO/DME电解液的Li-S软包电池在电池层面上表现出417 Wh kg-1的比能量，并经历了稳定的20次循环。这项工作为改善SEI的机械稳定性提供了一种创新的电解液，并将启发实用Li-S电池的新兴电解液设计。
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图3 苛刻条件下的锂硫电池性能
Electrolyte Design for Improving Mechanical Stability of Solid Electrolyte Interphase in Lithium–Sulfur Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202305466

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