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二甲基亚砜电池中作用有什么优点
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2021-11-12
二甲基亚砜DMSO是一种重要的锂二次电池的电解液, 研究了通过大量实验发现，锂在二甲基亚砜DMSO中的沉积形貌和循环效率非常高, 与DMSO 溶剂有着较好的相容性, 更适于用作金属锂二次电池电解液的溶剂。
随着科学技术的快速发展, 人们迫切需要一种高能量密度的电池来适应各种电器小型化、 超薄化的发展趋势。 锂离子电池石墨负极的理论比容量只有 372 mA·h/ g, 且首次充放电循环会产生很大的不可逆容量损失, 所以锂离子电池无法满足高能量需求。锂在 DMSO 中沉积得到的表面光滑平整且致密均匀, 循环效率在前 10 周要高于在 PC 中的, 溶剂 DMSO 有望用于金属锂二次电池中。
那么，为什么二甲基亚砜DMSO 为溶剂时锂的沉积形貌更加平整均匀, 颗粒排布更致密，溶剂中沉积表面更加光滑呢?主要原因如下：
1， DMSO 溶剂的黏度较大, 一方面会影响锂离子的迁移速率, 使得锂离子的沉积速率较慢, 锂离子在基体上能较均匀地沉积。
2，由于黏度较大, 溶剂会在基体表面形成一层保护膜, 而这层膜会延缓锂离子的沉积, 也会使锂离子均匀沉积在基体上。在电池的实际应用中, 沉积表面的枝晶越少,电池短路的可能性越小, 电池的使用越安全。锂在 DMSO 中的沉积表面比较平整, 致密均匀, 形貌要优于以 PC 和 DOL 为溶剂的, LiTFSI 在 DMSO 中沉积得到的锂的表面形貌要好于 LiPF 4 ,LiBF 4 和 LiClO 4 ; 锂在 DMSO 中首次循环效率明显比在 PC 和 DOL 中高, 且前十几次循环的循环效率比 PC 中的高。
二甲基亚砜DMSO价格处于低位，对于电池行业而言，原料成本较低，后续市场可期待。
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