ACS Energy Lett.：电解质添加剂辅助降低硫化锂正极材料的活化电位

活化电位高和电子/离子导电性差极大地阻碍了锂离子电池正极材料 Li₂S 的实际应用。引入电解质添加剂是应对这些挑战的最有前途的策略之一。适当的电解质添加剂不仅能降低 Li₂S 的活化电位，还能提高其倍率性能和循环性能。

在此，华南师范大学邢震宇、加拿大国立科学研究所(INRS)孙书会等人回顾了使用电解质添加剂降低锂离子电池活化电位的最新研究进展，并提出了未来的可能性。

除了调节正极材料外，电解质添加剂近年来也被证明能有效降低 Li₂S 的活化电位。例如，氧化还原介质有助于电子或 Li⁺ 以化学方式穿过 Li₂S/电解质的固-液界面，而不是通过电化学途径，因为电化学途径的动力学非常缓慢。至于锂盐添加剂或有机助溶剂，由于促进了 Li+ 的导电性，活化电位会大大降低。与调节 Li₂S 本身的结构相比，引入电解质添加剂似乎更为简便实用，因此使用电解质添加剂作为降低活化电位的策略备受关注。

图1. 通过引入不同的电解质添加剂降低 Li₂S 的活化电位

其次，应严格控制电解质添加剂的含量。例如，在电解液中加入 250 ppm 的乙醇时，Li₂S 的活化电位从 3.4 V 下降到 2.9 V。然而，如果进一步将乙醇量增加到 1000 ppm，活化电位就会上升到 3.02 V，这是因为过量的乙醇会与锂负极发生反应。此外，过量的添加剂可能会增加电解液的粘度，降低 Li⁺ 的扩散速度并增加电阻。同时，过量添加剂还可能在长时间循环后在电极表面产生沉积物，进一步影响电池的倍率性能。因此，有必要优化电解液添加剂的含量。

总之，该工作主要讨论了与电解质添加剂的使用有关的话题，旨在降低Li₂S正极的活化电位。因此，该工作将引发对 Li₂S 正极活化电位的进一步研究，并促进锂离子硫电池的研究。

图2. 含电解质添加剂的 Li₂S 的电化学性能

Lowered Activation Potential of Lithium Sulfide Cathode Material Aided by Electrolyte Additive, ACS Energy Letters 2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02551

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