锂硫電池中功能隔膜引發原位凝膠電解質研究
為了解決雙凝膠電解質體系與 C/S 電極不相容，同時無法阻擋 Li-S（锂硫）電池循環過程中的穿梭效的問題，開發了一種通過改性隔膜同時在電池内部原位聚合政策，用BF3處理隔膜，建構一種具有單側引發劑的改性隔膜，形成液體/聚合物網絡架構混合電解質。
在隔膜和正極電極材料表面之間原位形成凝膠電解質層，同時少量的液态電解質保持在聚合物網絡内部，實作鉀離子的快速輸送和活性材料的高使用率，具有較高的 Lit遷移數，可作為阻擋 LPS 穿梭效應的屏障，用以解決 LPS 與正極化學穩定性之間的平衡。
通過原位聚合工藝，實作了傳統醚基液體電解質的原位凝膠化，在正極表面原位形成凝膠電解質(Gel)，在電解質内部保留液體電解質(DME) 。
這種混合電解質結構可以使正極材料的放電産物在電解質内部适度溶解,凝膠電解質防止可溶多硫化物中間體從正極穿梭。使正極電解質具有較高的活性和穩定性，獲得能量更高耐久性更好的 Li-S 電池。
複合凝膠電解質的制備
(1) 制備預制溶液:将三氟化硼引發劑加入到乙二醇二甲醚中，混合均勻；其中每毫升預制溶液中加入 2.0%的引發劑三氟化硼并将其混合均勻。
(2) 将上一步制備的含有引發劑的預制溶液塗覆在隔膜上，靜置2小時，得到帶有引發劑的隔膜；按照同樣的操作将預制溶液塗覆在隔膜的單側、雙側、以及電極表面。
(3) 将處理好的隔膜滴加電解質，組裝扣式電池，靜置2小時原位形成 Gel。
實驗過程中發現，在 Li-S 電池體系中，硝酸锂在電池循環過程中會在負極表面形成一層緻密的 SEI 層，達到保護 Li 負極、阻擋枝晶生長、提高電池循環過程中的庫倫效率的作用。但在電解質聚合過程中，過多的硝酸鯉在電解質體系中會影響 DOL 的凝膠化過程，使得無法正常形成凝膠。
是以以硝酸錘的量為變量，在電解質可以正常凝膠化的範圍内，測試 DOL:DME = 7:3 比例下，不同濃度的硝酸鯉在Li-S 電池中的循環性能，如圖：
當硝酸濃度高于 0.1M 時，DOL 不能開環聚合形成凝膠，相反在低于 0.1 M 的電解質體系中可以穩定成膠，0.5 C 的電流密度下循環 100 圈庫倫效率保持在 95%以上，前十圈容量衰減嚴重，但是具有最高的首圈放電容量(1100 mAh/g)。尤其是是以确定 0.1 M 為最适合本電解質體系的硝酸鯉濃度。
研究證明，電解質的添加劑雖然整體用量很少，但是在電池的整個充放電循環.提升電池循環性能過程中十分重要。
添加劑 LiNO3的量為 0.1M 時電解質可以正常凝膠化。通過将引發劑塗覆在電池内部不同位置:負極-隔膜、隔膜兩側、隔膜-正極，并分别組裝成 Li-S 電池，正極活性物質載量 1 mg/cm2，電流密度為 0.5 C 進行循環測試後發現：凝膠層的位置會影響電池的循環性能如圖：
當引發劑三氟化硼的濃度為 0.2%，在隔膜-正極側的位置進行塗覆時，電池的循環性能較為穩定，首圈放比電容量在 1000 mAh/g 左右，具有很高的初始放電容量，同時可以保持較低的容量衰減，循環性能同商用液态電解質相差不大。
綜上，将引發劑 BF3塗覆在正極側隔膜上，原位形成聚合物電解質，可以有效的提高電池的循環性能。
通過調整不同比例 DOL/DME，将引發劑塗覆在正極側隔膜表面，探究膠層緻密度是否能改善 Li-S 電池庫倫效率低、容量衰減等問題。着重分析了 7:3、8: 2、9:1三個比例。如圖所示：
DOL/DME 比例為 7:3 的情況下，電池循環過程中的容量衰減遠低于其他兩種電解質比例,确定合适的電解質體系為:1MLTFSI+ DOL/DME+0.1MLiNO3+ 0.2% BF3正極側原位成膠。
此時說明 DOL/DME 的比例下形成的聚合物凝膠電解質可以在正極側形成聚合物架構,通過原位形成的凝膠電解質内部的聚合物架構阻擋LPS 的穿梭效應，減少活性物質 S 的流失，提高電池的循環穩定性。
