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使用可扩展阴极和安全的甘醇二甲醚基电解质实现可持续的锂硫电池
摘要：研究粘稠的甘醇二甲醚溶剂可能有助于寻找安全的电解液以促进锂硫 (Li-S) 电池的应用。因此，本文对使用不易燃的四乙二醇二甲醚添加低粘度 1,3-二氧戊环 (DOL) 的电解液进行了彻底研究，以实现可持续的 Li-S 电池。该电解质的特点是低可燃性、约 200°C 的热稳定性、25°C 时离子电导率超过 10 − 3 S cm − 1、Li + 迁移数约为 0.5、电化学稳定窗口从 0 至约 4.4 V vs Li + /Li，Li 剥离沉积过电位为 ∼ 0.02 V。DOL 含量从 5 wt % 逐渐增加到 15 wt % 会提高 Li + 运动的活化能，降低迁移数，稍微限制阳极稳定性，并降低 Li/电解质电阻。该电解质用于 Li − S 电池，其复合材料由硫和多壁碳纳米管以 90:10 的重量比混合而成，利用了优化的集流体。对阴极的结构、热行为和形貌进行了初步研究，并在使用标准电解质的电池中使用。该电池可进行超过 200 次循环，硫负载增加至 5.2 mg cm − 2，电解质/硫 (E/S) 比降低至 6 μ L mg − 1 。随后将上述硫阴极和基于甘醇二甲醚的电解质组合成安全的 Li − S 电池，其循环寿命和输出容量与研究浓度范围内的 DOL 含量相关。关键词：Li − S 电池、甘醇二甲醚电解质、低可燃性、MWCNT、集电器、E/S 比
乙腈在锂 - 空气电池中的氢过氧介导的降解
理解和消除电解质溶液的降解可以说是高能密度锂 - 空气电池发展的主要挑战。使用乙腈的使用提供了与当前最新的Glyme醚相当的循环稳定性，尽管已经对溶剂降解进行了广泛的研究，但尚未提出乙腈降解的机制。通过应用原位压力测量和异位表征来监测锂 - 空气电池中乙腈的降解，揭示了细胞内H 2 O浓度与理想化的电子/氧气比之间的相关性。在细胞和模型条件下，循环电解质溶液的表征将乙酰酰胺鉴定为主要降解产物。提出了一种新的退化途径，该途径合理化了乙酰胺的形成，识别H 2 O在降解过程中的作用，并确认氢过氧化物作为锂 - 空气细胞中关键的拮抗物种。这些研究强调了在探索锂 - 空气细胞化学时考虑大气气体的影响的重要性，并建议进一步探索氢过氧化物物种对锂 - 空气细胞降解的影响，可能会导致鉴定出更多效率的电解质溶剂。