四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極枝晶的影響的研究摘要鋰硫電池的能量密度可高達(dá)2600瓦時(shí)/千克，屬于一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型鋰動(dòng)力電池。然而，鋰枝晶的生成可能導(dǎo)致鋰負(fù)極材料的損失；鋰枝晶還會(huì)刺穿隔膜，引起電池短路，甚至燃燒爆炸。REF_Ref164261697\r\h[1]因此，研究能夠防止鋰枝晶形成的電解質(zhì)對(duì)于提高鋰硫電池的電化學(xué)效率、推動(dòng)鋰硫電池的進(jìn)步和利用至關(guān)重要。本文主要利用四甲基高氯酸銨作為一種電解液的添加劑，制備了Li-Li對(duì)稱(chēng)電池，Li-Cu電池電化學(xué)性能，四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極枝晶的影響。研究表明，未加入四甲基高氯酸的電解液，Li-Li對(duì)稱(chēng)電池在1mA/cm2的電流密度下，循環(huán)500個(gè)小時(shí)后，電池發(fā)生明顯的極化，而加入四甲基高氯酸銨后，電池循環(huán)700次后，還未發(fā)生明顯的極化。Li-Cu電池測(cè)試表明，四甲基高氯酸銨，能有效提高Li-Cu電池的循環(huán)性能。結(jié)果表明四甲基高氯酸銨能有效有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，本項(xiàng)研究將有助于鋰硫電池的發(fā)展與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：鋰負(fù)極枝晶，四甲基高氯酸銨，影響機(jī)理，鋰硫電池，電解液。

ABSTRACTTheenergydensityoflithium-sulfurbatteriescanbeashighas2,600watt-hours/kg,whichbelongstoanewtypeoflithiumpowerbatterywithbroadapplicationprospects.However,theformationoflithiumdendritesmayleadtothelossoflithiumanodematerials;lithiumdendritesmayalsopuncturethediaphragm,causingshortcircuitorevencombustionandexplosionofthebatteries.[1]Therefore,thestudyofelectrolytesthatcanpreventtheformationoflithiumdendritesisessentialforimprovingtheelectrochemicalefficiencyoflithium-sulfurbatteriesandpromotingtheprogressandutilizationoflithium-sulfurbatteries.Inthispaper,Li-Lisymmetricbatteries,electrochemicalperformanceofLi-Cubatteries,andtheeffectoftetramethylammoniumperchlorateonlithiumanodedendriteswerepreparedmainlybyusingtetramethylammoniumperchlorateasanadditivetotheelectrolyte.ItwasshownthattheLi-Lisymmetricbatterywithouttheadditionoftetramethylammoniumperchloratetotheelectrolyte,thebatterywassignificantlypolarizedafter500hoursofcyclingatacurrentdensityof1mA/cm2,whileaftertheadditionoftetramethylammoniumperchlorate,thebatteryhadnotbeensignificantlypolarizedafter700cycles.TheLi-Cubatterytestsshowedthatthetetramethylammoniumperchlorate,couldeffectivelyimprovethecycleperformanceofLi-Cubattery.Theresultsshowthattetramethylammoniumperchloratecaneffectivelyandefficientlyinhibitthegrowthoflithiumdendrites,andthisstudywillhelpthedevelopmentandapplicationoflithium-sulfurbatteries.KEYWORD：Lithiumanodedendrites;tetramethylammoniumperchlorate;effectmechanism;lithium-sulfurbatteries;electrolyte.[16]。本研究通過(guò)采用不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和制備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，研究了鋰負(fù)極在四甲基高氯酸銨處理前后的樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)處理后，鋰負(fù)極樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)的形狀發(fā)生了顯著變化，形態(tài)更加一致有序。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步研究表明，使用四甲基高氯酸銨可以顯著抑制鋰負(fù)極上樹(shù)枝狀突起的增殖。通過(guò)對(duì)比和評(píng)估使用四甲基高氯酸銨前后鋰負(fù)極上樹(shù)枝狀突起的生長(zhǎng)速度，可以看出這種處理方法能有效降低樹(shù)枝狀突起的生長(zhǎng)速度，從而延長(zhǎng)鋰離子電池的使用壽命，提高其循環(huán)耐久性。此外，四甲基高氯酸銨在鋰負(fù)極枝晶形態(tài)調(diào)控方面的創(chuàng)新點(diǎn)還包括以下方面：1.通過(guò)調(diào)控四甲基高氯酸銨的添加量和處理時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰負(fù)極枝晶形態(tài)的精確調(diào)控。2.通過(guò)調(diào)控四甲基高氯酸銨與鋰離子的配比，在不同條件下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰負(fù)極枝晶形態(tài)的調(diào)控。這為探索更多新型添加劑的可能性提供了思路和方法。3.四甲基高氯酸銨在鋰負(fù)極枝晶形態(tài)調(diào)控方面的研究成果，不僅可以應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域，還可以在其他鋰金屬電池中起到類(lèi)似的作用。總之，利用四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)突進(jìn)行形態(tài)調(diào)控的研究取得了創(chuàng)新性成果，包括形態(tài)調(diào)控和抑制生長(zhǎng)速度。然而，目前利用四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)突形態(tài)進(jìn)行調(diào)控的研究還存在一些局限性，如缺乏對(duì)其作用機(jī)制的全面了解，以及提高調(diào)控效果穩(wěn)定性的必要性等。因此，未來(lái)的研究方向可以進(jìn)一步深入探索四甲基高氯酸銨與鋰負(fù)極樹(shù)突之間的相互作用機(jī)制，尋求更高效、更穩(wěn)定的調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)突形態(tài)的精確管理。研究的不足與改進(jìn)方向在本研究中，我們對(duì)四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極枝晶的影響進(jìn)行了深入的探討。但是，也注意到研究中存在的不足之處，需要進(jìn)一步加以改良。本研究的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果分析需要進(jìn)一步完善。雖然使用了特定的實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備，但在選擇實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法時(shí)可能存在偏差。為了準(zhǔn)確評(píng)估四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)枝狀突起的影響，有必要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并采用更多不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證。在我們的研究中，我們考察了鋰負(fù)極樹(shù)突在四甲基高氯酸銨處理前后的形態(tài)和生長(zhǎng)情況。雖然我們進(jìn)行了相關(guān)研究，但四甲基高氯酸銨影響鋰負(fù)極樹(shù)突生長(zhǎng)的確切機(jī)制仍不清楚。因此，今后的研究應(yīng)采用更精確的實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)闡明四甲基高氯酸銨的影響及其對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)突生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的影響。此外，我們的研究還存在一些必須解決的局限性。首先，我們的實(shí)驗(yàn)只關(guān)注了四甲基高氯酸銨，而沒(méi)有考慮可能影響鋰負(fù)極上樹(shù)枝狀突起形成的其他變量。因此，今后的研究應(yīng)考慮溫度、溶液濃度等其他因素，以便對(duì)鋰負(fù)極上的樹(shù)枝狀生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行全面評(píng)估。我們目前的實(shí)驗(yàn)范圍相對(duì)較窄，缺乏來(lái)自不同樣品的大量數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致結(jié)論有失偏頗。因此，接下來(lái)的研究必須拓寬實(shí)驗(yàn)范圍，納入更多的樣本，并采用不同的技術(shù)方法來(lái)驗(yàn)證我們的研究成果?？傊?，盡管本研究取得了有意義的進(jìn)展，但仍存在一些局限性。為了進(jìn)一步提高研究水平，我們將完善實(shí)驗(yàn)技術(shù)，研究四甲基高氯酸銨對(duì)鋰負(fù)極樹(shù)枝狀突起的影響機(jī)制，考慮更多變量，并擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)參數(shù)。這些改進(jìn)將有助于更深入地理解鋰負(fù)極枝晶的形成機(jī)制，并提高四甲基高氯酸銨在鋰離子電池中的功效。這將為未來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的研究提供重要支持。參考文獻(xiàn)郭延熹.RTG鋰電池使用安全性措施分析[J].港口科技,2019,(09):4-7+28.劉杰.高性能鋰硫電池體系關(guān)鍵材料的制備及性能研究[D].蘇州大學(xué),2019.DOI:10.27351/ki.gszhu.2019.003827.毛恒山.鋰硫電池中碳/硫復(fù)合正極材料的制備與性能研究[D].華中科技大學(xué),2017.陳佩佩.NaTi_2（PO_4）_3/C的制備及電解液添加劑對(duì)其電極過(guò)程性能的影響[D].南京航空航天大學(xué),2021.DOI:10.27239/ki.gnhhu.2021.000140.李婷婷,龍毅.殼聚糖衍生物和鹵離子制備低毒銀納米粒子的研究[J].廣東化工,2020.余笑穎.含硫添加劑對(duì)高電壓下鋰離子電池性能影響研究[D].浙江大學(xué),2019.王麗莉,葉玉勝,錢(qián)驥,等.高比能鋰硫電池功能電解質(zhì)材料[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2017,6(03):451-463.韓笑,王芳.ICP復(fù)合包裝材料新進(jìn)展[J].包裝世界,2005,(02):40-42.趙曉明.以氧化石墨烯為填充物的凝膠聚合物電解質(zhì)的研究[D].湘潭大學(xué),2020.姚玉潔,路崎,高紅,等.芘對(duì)聚苯胺鋰硫電池低溫性能的影響機(jī)制研究[J].高分子學(xué)報(bào),2017.楊晨.鋰金屬基二次電池負(fù)極鋰的改性[D].西安理工大學(xué),2020.DOI:10.27398/ki.gxalu.2020.000191.趙光明,丁圣瀟,朱玲玲.鋰硫電池隔膜用無(wú)機(jī)材料的研究進(jìn)展[J].電池,2023,53(04):448-452.DOI:10.19535/j.1001-1579.2023.04.022.王磊.鋰離子電池正極材料的發(fā)展趨勢(shì)探析[J].昌吉學(xué)院學(xué)報(bào),2020,(04):118-122.郭繼鵬.儲(chǔ)能鋰離子電池恒流與恒功率充放電特性研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2018.DOI:10.27101/ki.ghfgu.2018.000068.杜俊謀.高性能薄鋰負(fù)極