Relación entre propiedad de solvatación y electrolitos de baterías de litio-azufre

Resumen La batería Li-S es una química de batería de próxima generación prometedora que ofrece alta densidad de energía y bajo costo. La batería Li-S tiene una química única con especies intermedias de azufre fácilmente solvatadas en electrolitos, y entender sus implicaciones es importante tanto desde perspectivas prácticas como fundamentales. En este estudio, utilizamos la energía libre de solvatación de los electrolitos como métrica para formular relaciones entre propiedad de solvatación y diversos electrolitos, e investigamos su impacto en los polisulfuros de litio solvatados. Encontramos que la energía libre de solvatación influye en el perfil de voltaje de la batería Li-S, la solubilidad de los polisulfuros de litio, la ciclabilidad de la batería Li-S y el ánodo de metal de litio; una solvatación más débil conduce a un voltaje de primer meseta más bajo, un voltaje de segunda meseta más alto, una solubilidad de polisulfuro de litio más baja y una ciclabilidad superior de las celdas completas de Li-S y de los ánodos de metal de litio. Creemos que las relaciones delineadas en este estudio pueden guiar el diseño de electrolitos de alto rendimiento para baterías Li-S.