锂硒电池的理论能量密度虽不及锂硫电池,但是它在醚类和酯类电解液中均可工作。但是长链多硒化锂可以溶于醚类电解液,产生“穿梭效应”,而在酯类电解液中硒的单平台固固转换反应动力学缓慢。基于此,同济大学车用新能源研究院黄云辉和伽龙等开发出锂硒电池新型电解液体系,在极大地抑制了“穿梭效应”的同时实现硒正极在放电时的双平台反应,大幅缩小了充放电极化。
本文要点
1) 构建(AN)2-LiTFSI-HFE电解液,其中氢氟醚HFE作为稀释剂,乙腈和LiTFSI的摩尔比为2:1,是一种局部高浓电解液体系;
2) 硒正极在(AN)2-LiTFSI-HFE电解液中放电曲线表现为双平台;
3) (AN)2-LiTFSI-HFE电解液不仅有效抑制了“穿梭效应”,也促进了硒到硒化锂的转化;
4) 硒正极利用率可达97 %,且库伦效率也有提升;
5) 在(AN)2-LiTFSI-HFE电解液体系中实现了80 wt%的高硒含量和8 mg/cm2的高硒载量,从而使体积能量密度提升至2502 Wh/L。
参考文献:
Xiaoqun Qi et al., A Two-Plateaus Li-Se Chemistry for High-Volumetric-Capacity Se Cathodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2020
DOI: 10.1002/anie.202004424.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004424