在中等温度下工作的新型锂硫聚合物电池
应用物理
2021-10-27 v1 材料科学
摘要
一种安全的锂硫（Li-S）电池采用基于室温固态的聚乙二醇二甲醚（PEGDME）的复合聚合物电解质。该电解质膜在50{\deg}C下即可实现稳定可逆的Li-S电化学过程，电极/电解质界面电阻低且Li+传输快。PEGDME相对较低的分子量与在盐和陶瓷方面最优的膜组成，使得在中等高温下加热时呈现类液体的Li-S转化反应，同时电池仍保持固态类聚合物状态。因此，聚合物Li-S电池的电化学反应特征是放电时多硫化锂典型地溶解于电解质介质中，以及充电时硫随后沉积于电极/电解质界面。另一方面，复合聚合物电解质显著的热稳定性（高达300{\deg}C）表明，相较于使用常见易燃液体溶液的电池，该锂金属电池的安全性大幅提高。由此，Li-S聚合物电池在50{\deg}C与2 V下提供接近700 mAhgS-1的稳定容量，稳态库仑效率为98%。这些结果提出了一种以固态聚合物构型实现安全、高能量电池的崭新替代途径。
引用
@article{arxiv.2110.13727,
title = {Novel Lithium-Sulfur Polymer Battery Operating at Moderate Temperature},
author = {Vittorio Marangon and Daniele Di Lecce and Luca Minnetti and Jusef Hassoun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.13727},
year = {2021}
}