祝贺宋月先同学关于准固态锂硫电池中电极/电解质动态演化的研究工作被Advanced Energy Materials接收发表！
固态锂硫电池（SSLSB）由于具有高的理论能量密度和高的安全性被视为最具发展前景的储能器件之一。然而，室温时固态电解质的离子电导率低和电极/电解质界面阻抗大及稳定性差等固有问题阻碍了SSLSB商业化进程。因此，实现锂离子快速传输、深入理解电极/电解质界面反应过程、以及优化固固界面是提高SSLSB循环稳定性和倍率性能的关键。显而易见，借助原位成像结合原位谱学等多种表征手段，直接实现电极/电解质形貌、结构以及组分演化过程的可视化追踪，有助于深入理解复杂固态电化学体系中多界面与多组分演化规律，对于电解质设计及界面优化的直观分析和调控具有重要指导意义。
借助原位拉曼光谱、光学显微成像和电化学原子力显微镜（AFM）表征技术，系统地研究了SSLSB在充放电过程中的电极反应机理和失效机制。研究发现，随着电池循环次数增加，电解质发生严重的体积膨胀伴随气体产生和颜色转变，同时硫正极受到电解质持续地挤压发生形变并最终发生破裂。结合拉曼光谱测试，证实溶解在电解质中的S8和S42-组分发生分解，这些副反应的发生可能是导致电解质发生体积形变的主要原因。进一步，原位AFM成像观察显示，多硫化物的溶解会减小电解质膜的机械稳定性，从微纳尺度上解释固态电解质发生体积形变的原因。另外，借助原位拉曼谱学技术研究了正极过程，表明在放电过程中有硫化锂生成，充电过程中单质硫重新形成，揭示硫正极发生可逆反应。这些可视化的数据对于深入理解固态锂硫电池中固固界面电化学过程以及性能失效的微观机制具有指导意义。该成果近期发表在《Advanced Energy Materials》上。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202000465
Dynamic Visualization of Cathode/Electrolyte Evolution in Quasi-Solid-State Lithium Batteries
Adv. Energy Mater. 2020, 10, 2000465.
图1. PEO基混合电解质的准固态锂硫电池中电极/电解质演化过程示意图。
