池正极材料单质硫电化学性能影响.pdfVIP

!#$ % 高 等 学 校 化 学 学报 ’$ ( % ) ) * 年( 月 + + + + + ,-./0,12 3456’12 47 ,-0’.8. 5’0!.68090.8+ + + + + + :; = : : + ! ， #二氧戊环基$%’ () 电解液对锂硫电池 正极材料单质硫的电化学性能影响 苑克国，王安邦，余仲宝，王维坤，杨裕生 （防化研究院军用化学电源研发中心，北京 :))); ） 摘要+ 测试了二元和多元溶剂组分的:，;?二氧戊环基2@,7 84 电解液的粘度、离子电导率和单质硫的溶解 ; ; 度$ 研究结果表明，由较强的给电子能力溶剂组成的低粘度电解液较容易提高单质硫的氧化还原反应活性 和可逆性能，有利于提高单质硫在%A :) ! 附近的低放电平台电位和放电比容量$ B42?B/. 2@,7 84 电解液 ; ; 能够较好地改善单质硫电极的表面钝化层结构，促进电活性物质离子扩散和降低界面电荷传递阻抗，从而 表现出很好的放电倍率特性$ 在室温下充放电流密度分别为)A : 和)A % C1D EC% 时，单质硫的首次放电比容 量为(% C1 ·FD G ，第%( 次放电比容量达到 :% C1 ·FD G$ 关键词+ 电解液；锂硫电池；单质硫；正极材料；溶剂 中图分类号+ 4** ；9/(:% $ (+ + + + 文献标识码+ 1+ + + + 文章编号+ )%H:?)() （%))* ）)(?:;?) 移动通讯和电子产品的日益小型化急需高比能量的先进二次电池$ 正极材料单质硫的理论比容量 ［:］ （: *H C1 ·FD G ）和锂硫氧化还原电对的理论比能量（(; *)) M3D MG ） 均远比正极材料聚有机硫化 物［% = ］ ［H ］ 以及过渡金属氧化物 的高，因此锂硫电池受到越来越广泛的关注$ 锂硫电池的充放电反应经 历两次相变的多电子传递步骤，该复杂的电化学反应要求电解液具有较好的电化学性能$ 电解液是影 ［* ， ］ 响单质硫的电化学性能优劣的关键组分 ，要求离子电导率高，电解液粘度低，单质硫、多硫化物的 溶解度高，金属锂的8.0 膜化学和电化学稳定$ :，;?二氧戊环［* ， ，( ］，甘醇二甲醚［* ， = :) ］和四氢呋 ［::，:% ］ 喃 等直链和环状醚类溶剂适用于锂硫电池的电解液$ 而单溶剂组分的电解液难以满足以上要求， 优化选择多溶剂混合的电解液对于提高锂硫电池的电化学性能十分重要$ 为了研究溶剂对单质硫的电 化学性能的影响和探讨电解液与单质硫的匹配关系，本文对:，;?二氧戊环为主要溶剂，甘醇二甲醚和 邻二甲苯为辅助溶剂的三氟甲基磺酸锂盐电解液，用充放电实验和循环伏安方法研究电解液对单质硫 的放电行为和循环性能的影响，利用扫描电镜观察电极片表面层的形貌差异$ !* 实