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高能量密度是锂硫电池较之其他商品化二次电池最为显著的一项优势,同时其还具有原料成本低、对环境友好等优点,极具发展和应用前景。但是现阶段该电池存在活性物质利用率低、循环稳定性差、库仑效率低、自放电严重等问题,极大制约了其实用化进程,主要原因是充放电中间产物多硫化物形成的“穿梭效应”。由于多硫化物的溶解、扩散与穿梭主要发生在电解液中,优化电解液组成自然成为改善锂硫电池性能的有效途径。本论文以双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,采用离子液体、有机醚共溶剂配制一系列锂硫电池新型功能电解液。系统地研究了各电解液体系的理化性质、电池的电化学性能,初步探究了多硫化物的溶解和穿梭抑制机理以及不同溶剂的作用机制。取得了以下阶段性成果和进展:(1)不同添加量的氟化醚TTE对咪唑型离子液体(EMITFSI)基电解液理化性质和电池电化学性能的的影响:TTE的加入增加了离子电导率,对电解液中的离子迁移有积极的影响。EMITFSI/TTE体系具有良好的阻燃性能、较宽的稳定电位窗口,表现出良好的电化学稳定性。含TTE的电解液的电池比不含TTE的电解液的电池具有更高的可逆容量、更好的循环和倍率性能。不足或过量的氟化醚反而对电池性能不利,当TTE添加量为50 wt%(ET50)时,电池各项性能最佳,首圈放电比容量为902 mAh g-1,50次循环后仍有较高的比容量(505 mAh g-1)。氟化醚有助于在锂表面形成致密的钝化保护膜,防止多硫化物对锂的连续腐蚀。(2)引入带有醚基基团的醚化离子液体(DEMETFSI),研究不同溶剂组成对醚化离子液体基电解液理化性质和电池电化学性能的的影响:当TTE和DOL同时作为离子液体的共溶剂时,更有助于在锂金属表面生成利于锂离子传输的相对稳定的、低阻抗的界面层,循环和倍率性能也达到最佳水平。对于DDT体系,首圈放电比容量为1164 mA h g-1,在100次循环后容量保持率为78%。倍率测试进一步表明,在每个倍率下,DDT的比容量总是高于其他电解液;电池循环之后,锂负极表面SEI完整,表面粗糙度较低。(3)初步探究了多硫化物的溶解和穿梭抑制机理以及不同溶剂的作用机制。紫外-可见光谱结果表明:醚化离子液体基电解液中多硫化物的溶解度的总体顺序为DD>DDT>PD>DT。XPS测试分析进一步验证了氟化醚在锂负极表面参与成膜,在锂表面形成了稳定、低电阻、富LiF的SEI膜,能有效防止电解液进一步分解以及锂负极的连续腐蚀。得益于共溶剂之间的协同作用,在溶解、扩散、接触反应上建立了良性平衡,有效阻止了穿梭效应。