鋰-硫(Li-S)電池被視為最有前途的高能電池技術之一。然而，它們在極端溫度條件下的運行，例如零下和60 °C以上，仍未得到充分探索。尤其是高溫(HT)會加劇硫溶解和不良副反應，給電解質設計帶來重大挑戰。
在這項工作中，與傳統理解相反，阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef發現即使是(局部)高濃度電解質(HCE)，在中等溫度范圍(0–60°C)內顯示出良好的性能，在80°C以上的溫度下也會失效。
文章要點
1）詳細調查顯示，一旦溫度超過80°C的閾值，HCE中的鋰陰離子聚集體會在鋰陽極側引發不受控制的還原分解。由此產生的寄生副產物導致HTLi-S電池中嚴重的串擾和陰極氧化。
2）為了解決這個問題，研究人員開發了一種局部中濃度電解質，該電解質具有良好的溶劑化結構和能級，在高溫下表現出出色的熱力學穩定性，而在低溫下表現出極好的動力學。因此，在前所未有的-20至100°C的范圍內實現了高性能和安全運行的Li-S軟包電池。
這些發現將電解質微觀結構、溫度、SEI結構和降解機制聯系起來，為電池在極端環境下的可靠運行提供了設計方案。
參考文獻
Dong Guo, et al, Electrolyte Failure and Reconstruction towards Li–S Batteries Operating from –20 °C to 100 °C, Energy Environ. Sci., 2024, DOI: 10.1039/D4EE03191A.
