鋰離子電池因具有長(zhǎng)壽命、低自放電和成本合理的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)車(chē)。然而，隨著電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)儲(chǔ)能的發(fā)展，當(dāng)今世界對(duì)高能量密度電池的需求比以往任何時(shí)候都更加迫切。提高鋰離子電池的工作電壓是獲得高能量密度一種簡(jiǎn)單且有效的方法，但高電壓下不穩(wěn)定和不相容的電極-電解液界面引起的電池循環(huán)穩(wěn)定性不理想，嚴(yán)重阻礙了高電壓鋰離子電池的發(fā)展。

圖1. 甲烷二磺酸亞甲酯（MMDS）添加劑高電壓電化學(xué)性能測(cè)試

近日我?；瘜W(xué)與材料工程學(xué)院碳中和技術(shù)創(chuàng)新研究院李林團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華南師范大學(xué)曾榮華教授、李鍵輝博士在國(guó)際權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表題為《Sulfur-Rich Additive-Induced Interphases Enable Highly Stable 4.6 V LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2||graphite Pouch Cells》的學(xué)術(shù)論文。本論文通過(guò)在4.6 V LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 （NCM523）||石墨軟包電池中引入含硫量為34.04%的超高含硫量添加劑（甲烷二磺酸亞甲酯，MMDS），從而構(gòu)建了一種由添加劑誘導(dǎo)形成的穩(wěn)固富硫電極-電解液面相。在4.6 V高電壓條件下，循環(huán)800次，含MMDS添加劑的NCM523||石墨軟包電池仍具有87.99%的高容量保持率以及更好的倍率性能，且與較低硫含量的一系列添加劑做對(duì)比，突出了高含硫量添加劑MMDS的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)表征以及理論計(jì)算，進(jìn)一步探究了MMDS添加劑在溶劑中的優(yōu)先氧化還原性，從而證明它能夠優(yōu)先在正負(fù)極上界面構(gòu)筑穩(wěn)定的富硫電極-電解液界面膜，該界面相的存在成功穩(wěn)定了高電壓NCM523||石墨軟包電池，顯著提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明MMDS分解所構(gòu)筑的富硫界面相在抑制電解液消耗、產(chǎn)氣以及穩(wěn)定電極材料、減少過(guò)渡金屬溶出上有著非常好的效果。相關(guān)文章發(fā)表在A(yíng)ngewandte Chemie International Edition上，溫州大學(xué)為第一通訊單位，化材學(xué)院聯(lián)培生華南師范大學(xué)2021級(jí)碩士范自強(qiáng)和博士后周洵竹為第一作者，化材學(xué)院院侴術(shù)雷教授，李林特聘教授以及華南師范大學(xué)曾榮華教授，李健輝博士為共同通訊作者，相關(guān)工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金，浙江省自然科學(xué)基金，國(guó)家電網(wǎng)科技項(xiàng)目，溫州自然科學(xué)基金以及廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

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