EnSM：硝酸锂引入助力锂硫电池−20°C低温运行

由于使用低凝固点的溶剂，锂硫电池（LSBs）可以成为低温电池的良好候选者。然而，多硫化锂（LiPSs）的聚集和不均匀的锂沉积阻碍了LSBs在低温下的成功运行。

图1. 不同电解液的常温和低温性能对比

韩国科学技术院Hee-Tak Kim等证明了通过高给体数（DN）盐阴离子（NO₃⁻）改变溶剂和多硫化物（PSs）在电解液中的溶剂化状态以在低温下运行。

NO₃⁻通过与锂离子强配位来缓解LiPSs的聚集，从而改善LiPS在−20°C下的动力学和扩散过程。此外，NO₃⁻配位的锂离子溶剂化结构促进了锂离子的去溶剂化过程，并缓解了锂金属电极处的溶剂分解，从而在−20°C下具有优异的循环稳定性。

图2. −20°C下的CV测试

为评估这种方法的实用性，作者制作了一个具有实用电池设计参数的软包电池，如1.55的低负/正（N/P）容量比和低E/S比（<5μL mg^-1）。

结果，采用富含LiNO₃电解液的软包电池可提供76%的室温放电容量，并在−20°C下稳定运行100次。这项研究的结果扩大了对决定LSB低温性能的因素的认识。此外，它们意味着控制电解也的溶剂化结构可以使LSB在低温下运行时具有高性能。

图3. 半电池性能

Tuning of electrolyte solvation structure for low-temperature operation of lithium–sulfur batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.04.002

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