用于可充鋰硫電池的功能性電解質(zhì).pdf

1、鋰硫電池因其較高的理論容量、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)而備受關(guān)注。鋰硫電池也存在著一些固有的問(wèn)題，影響了其應(yīng)用。這些問(wèn)題主要包括多硫化物的溶解、金屬鋰做負(fù)極導(dǎo)致的枝晶生長(zhǎng)、固體電解質(zhì)膜不穩(wěn)定、電解液中的有機(jī)溶劑易燃易爆等。其中，復(fù)合型硫基正極材料的發(fā)展使得多硫化物在電解液中的溶解性得到了抑制，電池的循環(huán)性能大幅提升。然而鋰硫電池的安全性仍然有待提升。硫和聚丙烯腈的復(fù)合正極材料在空氣中具有不燃性，因而電解質(zhì)和鋰負(fù)極的安全性則成為了制約鋰硫電池整體安

2、全性的關(guān)鍵。本文旨在合成出能綜合提升鋰硫電池安全性及電化學(xué)性能的功能電解質(zhì)，并對(duì)這些電解質(zhì)進(jìn)行了較為全面的電化學(xué)以及安全性方面的分析和評(píng)估。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為了解決鋰枝晶生長(zhǎng)的問(wèn)題，探索了具有自我修復(fù)機(jī)制的電解液在鋰沉積形貌上的影響。SEM的數(shù)據(jù)證實(shí)了自愈合機(jī)制的存在。在鋰的重復(fù)的沉積-溶出過(guò)程實(shí)驗(yàn)中，使用含六氟磷酸銫電解液的電池使得對(duì)稱(chēng)電池的循環(huán)壽命得到顯著提升。將六氟磷酸銫應(yīng)用于鋰硫電池中考察其電化學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)使用

3、CsPF6對(duì)鋰硫電池的充放電的穩(wěn)定性有所提高，在1C的倍率下循環(huán)100次的容量保持率為平均92.4％，而對(duì)照組的為86.4%。六氟磷酸銫與氟代碳酸乙烯酯的聯(lián)用將較大幅度的改善電池的循環(huán)性能。⑵為了提升電解質(zhì)的抗燃性，選取亞磷酸三乙酯（TEPi）為阻燃劑，將其添加到電解液中。TEPi對(duì)電解液的可燃性的影響通過(guò)自熄時(shí)間測(cè)試（SET）來(lái)確定，在15%的TEPi存在的條件下，其自熄時(shí)間有從常規(guī)電解液的136smL-1降低到86smL-1。TEP

4、i的加入會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)膜的離子導(dǎo)通性降低，然而，由于TEPi的黏度較低，因此可以促進(jìn)正極的反應(yīng)活性，最終導(dǎo)致電解液的極化略有降低?？偟膩?lái)說(shuō)，TEPi使得鋰硫電池的電化學(xué)性能略有改善并且使得電池的安全性能得到明顯提升。⑶ATP機(jī)械強(qiáng)度較高，而且具有不燃的性質(zhì)。因此，LATP具有較高的安全性。試驗(yàn)了LATP在鋰硫電池中的適用性。合成的LATP的室溫電導(dǎo)率為3.436×10?41。在目前的條件下，使用LATP的鋰硫電池室溫下的電化學(xué)性能不甚