大連化物所鋰硫電池電解液材料研究獲進展

近日，我國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員張華民、李先鋒和副研究員張洪章團隊，利用低Ksp抑溶效應(yīng)固定多硫化鋰和界面聚合成膜效應(yīng)保護金屬鋰，設(shè)計、制備出兼具高穩(wěn)定性、高安全性和高容量發(fā)揮的電解質(zhì)溶液，并實現(xiàn)了其在鋰硫電池器件中的應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》（NanoEnergy,2017,39,262-272）上。

鋰硫電池因具有較高的能量密度和低廉的成本，是目前國際研究熱點之一。多硫化鋰的飛梭效應(yīng)和金屬鋰界面不穩(wěn)定是鋰硫電池面對的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

一直以來，科研人員使用硝酸鋰添加劑來解決上述問題，但是硝酸鋰、炭黑、單質(zhì)硫共存的電池體系存在安全隱患。該研究團隊首次設(shè)計出一類不含硝酸鋰的高性能電解液，兼具較低的多硫化鋰溶解度（Ksp）、較高的鋰離子傳導(dǎo)率、較高的單質(zhì)硫利用率和優(yōu)異的金屬鋰界面穩(wěn)定性。采用該電解液組裝的4000mAh鋰硫電池器件，其比功率可達60Wkg-1，比能量可達350Whkg-1，且能穩(wěn)定循環(huán)30次以上，此技術(shù)有望使太陽能無人飛機持續(xù)飛行1個月。該工作為鋰硫電池電解液材料的設(shè)計制備供應(yīng)了新思路。

上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心（iChEM）、中科院青年創(chuàng)新促進會和大連化物所項目等資助。