离子液体助力高能量密度固态锂电池_离子液体定义_默尼离子液体

锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、高功率密度、长循环寿命和广泛适用性而备受关注。然而，传统LIBs的安全性问题是制约其进一步应用的关键因素，特别是液态有机电解质易燃、易热失控和易降解。相比之下，固态电解质(SSE)因其不易燃、热稳定性好等特点，有望用于提高电池的安全性和使用寿命，这使得固态锂电池(SSLB)成为研究热点。

制造高能量密度的SSLB主要有两种方法：一是降低SSE层厚度，以减少非活性组分从而提升电池能量密度；二是增加正极厚度，以提高活性材料负载量。然而，SSE仍面临机械强度不足、厚度过大、离子电导率低、与电极界面接触差等问题。同时，厚正极中离子传输路径不足，导致电荷转移动力学缓慢、电池性能下降。

针对上述问题，来自台湾阳明交通大学的张仍奎等人研发了一种由多孔聚乙烯作为支撑体的厚度仅为18 μm的复合固态电解质(CSE)，在其中引入石榴石型氧化物，LLZGO (Li_6.25La₃Zr₂Ga_0.25O₁₂)，和离子液体添加剂，N-丙基-N-甲基吡咯烷鎓双(氟磺酰)亚胺(PMP-FSI)，以协同提高离子电导率和界面相容性。本研究开发了一种集成离子液体、石榴石型氧化物与聚合物支架的厚度仅18 μm的超薄CSE，实现了高离子电导率与优异的界面稳定性，同时构建了兼具LLZGO与离子液体的高质量负载复合正极。该协同设计使SSLB展现出高倍率性能与长循环寿命，为高能量密度、高安全性固态电池的实用化提供了有效策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/smll.202503865

原文作者：

Tzu-Yu Kuo, Jagabandhu Patra, Cheng-Chia Chen, Chun-Chen Yang, Chien-Nan Hsiao, Tsai-Fu Chung, Chung-Jen Tseng, Rajendra S. Dhaka, Chien-Te Hsieh, Ju Li, and Jeng-Kuei Chang

DOI: 10.1002/smll.202503865