固體電解質(zhì)界面膜的構(gòu)建及其對(duì)鋰硫電池鋰負(fù)極的保護(hù)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極為-3.040V）和低重量密度(0.534g cm-3)，但作為L(zhǎng)i-S電池的負(fù)極材料，嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題和鋰枝晶的形成問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了Li-S電池的實(shí)際應(yīng)用。本論文創(chuàng)新性的采用一種簡(jiǎn)便易操作的方法，即預(yù)處理金屬鋰表面，構(gòu)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(duì)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?jī)?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(gòu)建一層固體電解質(zhì)界面膜。通過(guò)對(duì)對(duì)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(xué)穩(wěn)定性;應(yīng)用于Li-S電池中，首次放電比容量達(dá)1228mAh g-1，70次循環(huán)之后比容量仍剩余700mAh g-1，遠(yuǎn)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(jiàn)明顯的鋰枝晶;同時(shí)對(duì)改性的鋰電極在

3、不含LiNO3電解液中的循環(huán)性能進(jìn)行研究，循環(huán)47次平均庫(kù)倫效率為89％，遠(yuǎn)高于普通鋰電極(53％)，說(shuō)明P4S10與金屬鋰反應(yīng)形成的SEI膜與LiNO3形成的鈍化膜在保護(hù)鋰負(fù)極方面，起到相同的效果。
　　2、采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)預(yù)處理金屬鋰表面，構(gòu)建一層固體電解質(zhì)界面膜。通過(guò)對(duì)對(duì)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(kù)倫效率和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命;應(yīng)用于Li-S電池中，首次放電比容量為1139m