化学所开发原位界面固化技术

2020 年5 月27 日，中国科学院化学研究所的研究人员，提出了一种优化的混合固液电解质结构设计策略，开发出凝胶聚合物原位界面固化技术，解决了锂—硫（硒）电池正极电化学活性和循环稳定性间的平衡问题。

研究人员将锂离子电池中常用的锂盐六氟磷酸锂引入到商品化的隔膜表面，并将改性后的复合隔膜用于构筑准固态锂—硫（硒）电池。通过在电解质—正极界面上利用六氟磷酸锂原位引发阳离子聚合，诱导常规醚类液体电解质发生梯度固化，使正极表面生成凝胶聚合物电解质阻挡层，同时在正极内部保留适量的液体电解质。上述电解质结构既可以保证正极内部放电产物的适度溶解，提高正极活性材料的利用率，又能够防止可溶性多硫化物自正极不可逆损失，确保电化学反应的稳定性。

电池测试结果表明，这种优化的复合电解质使锂—硫（硒）电池在不牺牲自身容量的前提下可实现更长的循环寿命。锂—硫单体电池在0.5C 电流密度下可以发挥出接近1000mAh/g 的可逆比容量，100%DOD 循环寿命超过500 圈。基于此电解质的锂—硫软包电池，可在8mg/cm2 的高面负载量下稳定循环，显示出良好的产业化应用潜力。该研究提出的原位界面固化技术为下一代可充锂电池的电解质结构优化设计提供了新的思路。