AM: 锂/硫化聚丙烯腈 (SPAN) 电池的轻质电解质设计

最近，硫化聚丙烯腈（SPAN）因其容量高、循环寿命长、不含昂贵的过渡金属而成为高能锂（Li）金属电池的一种前景看好的阴极。由于锂金属和SPAN的高容量导致电极重量相对较小，因此Li/SPAN 电池的重量和比能量密度对电解液重量特别敏感，这凸显了最大限度降低电解液密度的重要性。此外，由于锂金属阳极和SPAN阴极的体积变化较大，因此需要富含无机物的夹层，以保证电池在长时间循环过程中的完好性和保护性。本研究采用一种电解质设计来解决这些关键问题，即使用轻质二丁醚（DBE）作为浓双（氟磺酰）亚胺锂（LiFSI）-磷酸三乙酯（TEP）溶液的稀释剂。所设计的电解质（d = 1.04 g mL-1）比传统的局部高浓度电解质（LHCEs）轻 40%-50%，使电池能量密度提高12%-20%。此外，DBE的使用引入了大量溶剂-稀释剂亲和力，从而形成了独特的溶剂化结构，增强了形成有利的阴离子衍生的富无机界面相的能力，最大限度地减少了电解液消耗，并提高了电池的可循环性。该电解液还具有低挥发性，在热滥用情况下对锂金属阳极和SPAN阴极均有良好的保护作用。

图文简介

展示了轻质电解质的概念及其相对于传统LHCE的关键优势

我们追求Li/SPAN电池的轻质电解质的动机

TD溶剂化结构的表征

分析电解液的挥发性和对热滥用的恢复能力

轻质TD电解质的电化学性能

对Li/SPAN全电池在0.2 C下循环50次后的电极和电解质进行分析

论文信息

通讯作者： Lin Ma, Chunsheng Wang