鋰和硫的電化學電偶在材料水平上具有最高的理論能量密度(>2600 Wh/kg)。然而,令人失望的是,由于其電池層面的能量密度較低(≤500 Wh/kg)且存儲性能較差,因此在原電池中顯得格格不入。
在此,中科院物理所Liumin Suo,北京科技大學Huican Mao針對超輕電解質(0.837 g/mL)定制了低密度甲基叔丁基醚,具有保護性封裝溶劑化結構,減少了電解質重量(23.1%),提高了容量利用率(38.1%),同時保護了自身-釋放。
文章要點
1)活性氟化石墨部分替代惰性碳,構建混合硫基陰極,充分發揮勢能密度。
2)基于上述創新,所展示的軟包電池實現了令人難以置信的 661 Wh/kg 能量密度,并且自放電率可以忽略不計。
研究工作預計將為實現鋰硫原電池的實用性提供新的方向。
參考文獻
Jingnan Feng, et al, Ultralight Electrolyte with Protective Encapsulation Solvation Structure Enables Hybrid Sulfur-Based Primary Batteries Exceeding 660 Wh/kg, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c10260
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10260