Arumugam Manthiram教授最新AEM：宽温域锂硫电池设计

主要观点总结

该文章报道了一种弱溶剂化电解液，用于提高硫化聚丙烯腈（SPAN）正极在高能量密度锂金属电池中的性能。美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授团队提出使用单一溶剂四氢吡喃（THP）的电解液，通过调整盐浓度来稳定锂金属负极和SPAN正极，实现了在广泛温度范围内的稳定循环。该电解液可减少多硫化物的生成，提高了Li-SPAN电池的安全性。此外，该电解液还展示了多功能循环性能，为Li-SPAN电池的实际应用提供了可能。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

下一代能源存储技术的发展对于缓解气候危机至关重要。锂硫（Li-S）电池是一条充满希望的未来路径，但限制其长期循环稳定性的关键问题是锂多硫化物（LiPSs）的溶解和穿梭。之前的研究在开发硫正极处LiPSs的宿主方面进行了大量研究，但并未从根本上解决问题。

关键观点2: 研究成果

本文选择设计一种单一溶剂电解液，通过使用四氢吡喃（THP）并改变盐浓度，有效地调整了溶剂化结构，以稳定锂金属负极和SPAN正极。优化的THP电解液实现了在广泛的温度范围内的高SPAN负载和痕迹电解液含量的稳定循环。此外，构建了具有低E/SPAN比率的软包电池，在40次循环后能够保持79.1%的容量。

关键观点3: 弱溶剂化电解液的优势

弱溶剂化电解液能够有效减少多硫化物的生成，提高Li-SPAN电池的安全性。此外，它还具有多功能循环性能，能够在不同的温度条件下保持稳定的电池性能。

关键观点4: 研究意义

本研究为Li-SPAN电池的实际应用提供了可能。通过调整电解液的设计和组成，可以有效解决Li-S电池中长期存在的问题，如多硫化物的溶解和穿梭，为下一代能源存储技术的发展做出了重要贡献。

文章预览

第一作者： Kameron Liao 通讯作者： Arumugam Manthiram 通讯单位：美国德克萨斯大学奥斯汀分校 【成果简介】 因其具有良好的循环稳定性和适度的高容量，硫化聚丙烯腈（SPAN）正极在高能量密度的锂金属电池中引起了广泛关注。然而，它们的应用受到了先进电解液的低普及率的限制，这些电解液可以同时减少正极处多硫化物的生成并稳定锂金属负极。 在这里， 美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授团队 提出了一种弱溶剂化电解液，采用单一溶剂四氢吡喃（THP）。通过调整盐浓度，有效地调整了溶剂化结构，以稳定锂金属负极和SPAN正极。这种方法使得在广泛的温度范围内：0 ℃ 、室温和50 ℃内 可以实现高SPAN负载（约5 mg cm - 2 ）和低电解液含量（约5 µL mg SPAN - 1 ）的稳定循环。同时，具有高SPAN负载和低电解液与SPAN（E/SPAN）比率为3 µL mg - 1 的 ………………………………