Lithium iodide as a promising electrolyte additive for lithium-sulfur batteries: Mechanisms of performance enhancement

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 1, 2015, Pages 101-108

  Wu, Feixiang ^a,b   Lee, Jung Tae ^a   Nitta, Naoki ^a   Kim, Hyea ^a,c   Borodin, Oleg ^d   Yushin, Gleb ^a  

^a Georgia Institute of Technology   (United States)

^b CENTRAL SOUTH UNIVERSITY   (China)

^c Sila Nanotechnologies Inc   (United States)

^d U S ARMY RESEARCH LABORATORY   (United States)

Author keywords

Cathode; Li S; Lithium iodide; Lithium sulfide; Sulfur

Indexed keywords

CATHODES; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; ELECTROLYTES; LITHIUM; POLYSULFIDES; PROTECTIVE COATINGS; SULFUR;

ELECTROLYTE ADDITIVES; LITHIUM IODIDE; LITHIUM SULFIDES; LITHIUM SULFUR BATTERIES; NEGATIVE ELECTRODE; OVERPOTENTIAL; PERFORMANCE ENHANCEMENTS; VOLTAGE HYSTERESIS;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84920160993     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201404194     Document Type: Article

References (45)

1. a) S. Lu, Y. Cheng, X. Wu, J. Liu, Nano Lett. 2013, 13, 2485;
2. b) P. G. Bruce, S. A. Freunberger, L. J. Hardwick, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2012, 11, 19.
3. J. Zheng, J. Tian, D. Wu, M. Gu, W. Xu, C. Wang, F. Gao, M. H. Engelhard, J. G. Zhang, J. Liu, J. Xiao, Nano Lett. 2014, 14, 2345.
4. X. Ji, K. T. Lee, L. F. Nazar, Nat. Mater. 2009, 8, 500.
5. F. Wu, H. Kim, A. Magasinski, J. T. Lee, H.-T. Lin, G. Yushin, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400196.
6. a) R. Elazari, G. Salitra, A. Garsuch, A. Panchenko, D. Aurbach, Adv. Mater. 2011, 23, 5641;
7. b) M. Q. Zhao, Q. Zhang, J. Q. Huang, G. L. Tian, J. Q. Nie, H. J. Peng, F. Wei, Nat. Commun. 2014, 5, 3410.
8. a) J. T. Lee, Y. Zhao, S. Thieme, H. Kim, M. Oschatz, L. Borchardt, A. Magasinski, W. I. Cho, S. Kaskel, G. Yushin, Adv. Mater. 2013, 25, 4573;
9. b) H. Kim, J. T. Lee, G. Yushin, J. Power Sources 2013, 226, 256.
10. Z. Wei Seh, W. Li, J. J. Cha, G. Zheng, Y. Yang, M. T. McDowell, P. C. Hsu, Y. Cui, Nat. Commun. 2013, 4, 1331.
11. a) M. Ebner, F. Marone, M. Stampanoni, V. Wood, Science 2013, 342, 716;
12. b) G. Zheng, Y. Yang, J. J. Cha, S. S. Hong, Y. Cui, Nano Lett. 2011, 11, 4462;
13. c) W. Li, G. Zheng, Y. Yang, Z. W. Seh, N. Liu, Y. Cui, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 7148;
14. d) X. He, J. Ren, L. Wang, W. Pu, C. Jiang, C. Wan, J Power Sources 2009, 190, 154;
15. e) C. Zhang, H. B. Wu, C. Yuan, Z. Guo, X. W. Lou, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9592.
16. a) F. Wu, J. T. Lee, A. Magasinski, H. Kim, G. Yushin, Part Part Syst. Char 2014, 31, 639;
17. b) F. Wu, A. Magasinski, G. Yushin, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 6064.
18. a) K. Han, J. Shen, C. M. Hayner, H. Ye, M. C. Kung, H. H. Kung, J Power Sources 2014, 251, 331;
19. b) Y. Fu, C. Zu, A. Manthiram, J Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18044.
20. C. Nan, Z. Lin, H. Liao, M. K. Song, Y. Li, E. J. Cairns, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4659.
21. Y. Yang, G. Zheng, S. Misra, J. Nelson, M. F. Toney, Y. Cui, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15387.
22. S. Xiong, K. Xie, Y. Diao, X. Hong, Electrochim. Acta 2012, 83, 78.
23. Z. Lin, Z. Liu, W. Fu, N. J. Dudney, C. Liang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1064.
24. a) H. Kim, J. T. Lee, D. C. Lee, A. Magasinski, W. i. Cho, G. Yushin, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1308;
25. b) Y. Yang, G. Yu, J. J. Cha, H. Wu, M. Vosgueritchian, Y. Yao, Z. Bao, Y. Cui, ACS Nano 2011, 5, 9187;
26. c) Z. W. Seh, W. Li, J. J. Cha, G. Zheng, Y. Yang, M. T. McDowell, P.-C. Hsu, Y. Cui, Nat. Commun. 2013, 4, 1331;
27. d) W. Li, Q. Zhang, G. Zheng, Z. W. Seh, H. Yao, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 5534;
28. e) G. Ma, Z. Wen, J. Jin, Y. Lu, K. Rui, X. Wu, M. Wu, J. Zhang, J. Power Sources 2014, 254, 353.
29. S. Meini, R. Elazari, A. Rosenman, A. Garsuch, D. Aurbach, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 915.
30. Y. L. Wang, Q. L. Sun, Q. Q. Zhao, J. S. Cao, S. H. Ye, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3947.
31. J. R. Owen, Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 259.
32. a) V. L. Bohnson, J. Phys. Chem. 1920, 24, 677;
33. b) C. Liu, D. Shen, R. M. A. Sebastián, J. Marquet, R. Schönfeld, Macromolecules 2011, 44, 4616.
34. a) K. P. Cai, M. K. Song, E. J. Cairns, Y. G. Zhang, Nano Lett. 2012, 12, 6474;
35. b) Z. Yang, J. Guo, S. K. Das, Y. Yu, Z. Zhou, H. D. Abruña, L. A. Archer, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1433;
36. c) J. Guo, Z. Yang, Y. Yu, H. D. Abruna, L. A. Archer, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 763.
37. W. Li, J. Hicks-Garner, J. Wang, J. Liu, A. F. Gross, E. Sherman, J. Graetz, J. J. Vajo, P. Liu, Chem. Mater. 2014, 26, 3403.
38. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2013.
39. A. V. Marenich, J. M. Ho, M. L. Coote, C. J. Cramer, D. G. Truhlar, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 15068.
40. O. Borodin, W. Behl, T. R. Jow, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8661.
41. W. K. Behl, D. T. Chin, J. Electrochem. Soc. 1988, 135, 16.
42. a) O. Borodin, G. D. Smith, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8017;
43. b) J. D. Londono, B. K. Annis, A. Habenschuss, O. Borodin, G. D. Smith, J. Z. Turner, A. K. Soper, Macromolecules 1997, 30, 7151.
44. D. W. McOwen, D. M. Seo, O. Borodin, J. Vatamanu, P. D. Boyle, W. A. Henderson, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 416.
45. R. S. Assary, L. A. Curtiss, J. S. Moore, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 11545.