固體電解質(zhì)界面膜的構建及其對鋰硫電池鋰負極的保護研究.pdf

1、鋰(Li)金屬具有極高的理論比容量(3860mAh g-1)，最低的氧化還原電位（相對于標準氫電極為-3.040V）和低重量密度(0.534g cm-3)，但作為Li-S電池的負極材料，嚴重的腐蝕問題和鋰枝晶的形成問題嚴重阻礙了Li-S電池的實際應用。本論文創(chuàng)新性的采用一種簡便易操作的方法，即預處理金屬鋰表面，構建一層固體電解質(zhì)界面膜（SEI膜）。該層“人工SEI膜”既能夠起到物理阻隔電解液中的多硫化物的作用，防止其對金屬鋰的腐蝕，又能

2、夠使鋰均勻沉積，抑制鋰枝晶的形成。具體研究內(nèi)容如下:
　　1、采用混合熱處理法合成了P4S10，然后在金屬鋰表面構建一層固體電解質(zhì)界面膜。通過對對稱Li-Li電池和Li-Cu電池的研究結(jié)果表明，該層膜具有很好的電化學穩(wěn)定性;應用于Li-S電池中，首次放電比容量達1228mAh g-1，70次循環(huán)之后比容量仍剩余700mAh g-1，遠高于普通鋰電極;并且改性后的鋰電極在循環(huán)后表面形貌較為平整，未見明顯的鋰枝晶;同時對改性的鋰電極在

3、不含LiNO3電解液中的循環(huán)性能進行研究，循環(huán)47次平均庫倫效率為89％，遠高于普通鋰電極(53％)，說明P4S10與金屬鋰反應形成的SEI膜與LiNO3形成的鈍化膜在保護鋰負極方面，起到相同的效果。
　　2、采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)預處理金屬鋰表面，構建一層固體電解質(zhì)界面膜。通過對對稱Li-Li電池和Li-Cu電池研究結(jié)果表明，改性后的電極表現(xiàn)更高的庫倫效率和更長的循環(huán)壽命;應用于Li-S電池中，首次放電比容量為1139m