锂|硫(Li||S)电池由于S正极理论容量高、成本低以及锂金属负极的低氧化还原电位(-3.04 V对标准氢电极)而被认为是最有前途的下一代电池之一。然而,S对Li2S的S还原反应导致放电电压和容量有限,极大地阻碍了Li||S电池的能量密度。
近日,南开大学牛志强教授通过电解液解耦策略设计了高能Li|S混合电池。
文章要点
1)在阴极中,在Cu2+基水溶液中,S电极发生了从S到Cu2S的四电子转移固-固转化反应。
2)这种储能机制有助于提高S电极的电化学性能,包括高放电电位和容量、优异的倍率性能和稳定的循环行为。
3)结果,组装的锂|S混合电池具有3.4 V的高放电电压和2.3 Ah g-1的令人满意的容量,具有令人难以置信的能量密度。这项工作为高能Li||S电池的建设提供了契机。
参考文献
Songshan Bi, et al, High-Energy Aqueous/Organic Hybrid Batteries Enabled by Cu2+ Redox Charge Carriers, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202312172
DOI: 10.1002/anie.202312172
https://doi.org/10.1002/anie.202312172