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开发高能量密度的电池体系一直是电池研究领域永恒的主题。在传统的锂电池中,电解质主要起着传导锂离子的作用而不会贡献电池容量。但是原电池的消耗特征使得电解质可能扮演着更多的功能:既负责传导锂离子,又可以作为正极活性物质。这种多功能电解质的应用是提高原电池能量密度有效的途径。本文成功将多功能电解质的概念引入到高能量密度的锂氟化碳电池中,旨在得到更高能量密度的锂原电池体系。对亚硫酸乙烯酯ES作为锂原电池可溶性正极材料首次进行了研究,通过线性扫描伏安法(LSV)和恒电流放电测试探究了 ES的电化学还原电位和放电比容量;通过扫描电子显微镜(SEM)、密度泛函理论(DFT)、X射线光电子能谱(XPS)分析了 ES的电化学还原反应机理。为了进一步提高Li/CF_x电池的能量密度,将ES作为一种多功能电解质,构建了一种新型的双正极Li/ES/CF_x电池,这里ES既作为可溶性液体正极,又作为电解液共溶剂。电池的放电容量可以由固体正极CF_x和液体正极ES连续提供。为了证实这种新型电池的优越性,组装了扣式电池和软包电池对其进行研究。Li/ES/CF_x扣式电池和软包电池的放电容量和能量都有明显提升。Li/ES/CF_x软包电池能量可以达到9292 Wh,相比常规的Li/CF_x软包电池提高了 15%。通过改性的Pechini法合成了 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)电解质片,通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对合成LATP的微观形貌和晶体结构进行研究,结果显示合成的LATP颗粒分布均匀,其为NASICON型R3c结构,具有三维锂离子导电通道。LATP电解质片的离子导电率和电子导电率分别通过交流阻抗法(EIS)和恒电流极化法进行测试。制备的LATP电解质片离子电导率为2×10-4S/cm,电子电导可以忽略。这些结果都表明合成的LATP可以作为理想的固体电解质应用到锂电池中。将LATP作为多功能固体电解质引入Li/CF_x电池中,意图构建电池中组成成份尽可能持续性消耗的固态锂原电池体系。实验结果表明在Li/LATP/CF_x双正极固态锂原电池中,LATP既作为固体电解质负责传导锂离子,又可以在有电子接触的情况下作为正极活性物质参与放电。电池容量的提升归因于固体(CF_x)和固体(LATP)正极的联用。