局部化稀疏溶剂化电解液

贫电解液下稳定运行

通过烷基链调节溶剂化鞘层重构，在低盐低稀释剂用量下实现准固态硫反应路径，大幅提升锂硫电池在贫电解液条件下的循环稳定性。

Shi, Zixiong · Thomas, Simil · Guo, Dong · Tian, Zhengnan · Zhao, Zhiming · Wang, Yizhou · Emwas, Abdul-Hamid · Wehbé, Nimer · Melinte, Georgian A. · Bakr, Osman M. · Mohammed O.F. · Alshareef, Husam N.

ACS Energy Letters 2024

具体参数

电解液用量

{'zh': '4', 'en': ''} μL mg

硫载量

{'zh': '3', 'en': ''} mg cm

技术优势

盐和稀释剂用量大减

通过延长溶剂烷基链，减少溶剂与 Li⁺ 的螯合，促使阴离子进入第一溶剂化层，无需大量盐和稀释剂即可形成类似 SSE 的局部环境。

揭示溶剂化重构机制

开发的多模态 2D NMR 技术直观展示了溶剂化鞘层的重排，为理性设计低盐浓度局部化 SSE 提供了指导。

应用场景

• 锂硫电池：直接采用低盐/稀释剂配比电解液，降低材料成本，实现贫液条件下稳定循环。
• 高比能电池：贫电解液下维持高硫载量，提升电池实际能量密度。
• 固态电池：阴离子衍生界面与穿梭抑制接近固态电解质效应，但保留液态加工性。
• 无人机电源：贫液设计减轻电池重量，适合对能量密度敏感的无人机。
• 可穿戴设备：低电解液用量降低漏液风险，提高柔性电池安全性。