高电压电解液添加剂在钴酸锂/石墨软包电池中的作用机理

1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷(1,2,3-Tris(2-cyanoethoxy)propane,TPPN)作为一种新的电解液添加剂,可应用于4.55 V高电压钴酸锂(LiCoO_(2))/石墨软包电池。通过对比不含和含有TPPN添加剂的锂电池的循环性能,发现加入质量分数为2%的TPPN能大幅提高电池性能。3.00~4.55 V下以1C/1C倍率充放电,含有2%TPPN的电池在25℃下循环900周容量保持率为86.4%,而未添加TPPN的样品仅为8.7%。从理论计算和线性扫描数据可知,TPPN较电解液溶剂优先分解。从LiCoO_(2)表面上X射线光电子能谱的N 1s谱可知,TPPN在钴酸锂表面形成界面膜。从阻抗数据可知,该界面膜具有低阻抗和高稳定性质。从理论计算、LiCoO_(2)表面上扫描、透射电镜、X射线衍射谱和石墨表面上X射线光电子能谱的Co 2p谱可知,该界面膜能有效抑制电解液分解和钴离子的溶出,确认了界面膜的高稳定性质。

软包锂硫电池研究进展

高理论容量和高能量密度使锂硫电池成为下一代储能系统具有竞争力的候选产品。然而,由于一些不可避免的障碍,实现锂硫电池的实际应用仍然是一个巨大的挑战。活性硫的低导率,正极的体积膨胀和多硫化锂的严重穿梭效应极大地限制了电池的容量,导致循环性能差。其中,软包锂硫电池具有质量轻、工艺简单、安全性高、能量密度高等特点,因此,对软包锂硫电池的研发具有重要意义。综述了软包锂硫电池在多硫化锂饱和析出以及金属锂负极快速失效等方面所面临的关键挑战,讨论了软包锂硫电池各主要部件的设计策略和前景,并结合课题组研究工作对石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))材料在锂硫电池领域中的应用进行展望。