浓缩离子液体电解质在宽温度范围电池中的应用

铝硫（Al-S）电池由于其高理论容量、低成本和高安全性而成为有前途的储能装置。然而，传统使用的离子液体电解质（ILEs）的高粘度和差的离子传输限制了铝硫电池的动力学，尤其是在零下温度下。

研究人员通过用非溶剂化的1，2-二氟苯（dFBn）共溶剂稀释离子液体而形成的局部浓缩的离子液体电解质（LCILE）用于宽温范围的铝-硫电池。dFBn的加入有效地促进了流动性和离子电导率，而不影响AlCl₄^-/Al₂Cl₇^-平衡，这保持了铝的可逆剥离/镀覆，并进一步促进了Al-S电池的整体动力学。因此，采用LCILE的Al-S电池在-20至40°C的宽温度范围内相对于纯ILE表现出更高的比容量、更好的循环性能和更低的极化。例如，采用LCILE的Al-S电池在20°C下循环300次后保持507 mAh g^-1的显著容量，而在相同条件下使用不含dFBn的电解质仅提供229 mAh g^-1的容量。这项工作证明了LCILEs在宽温铝硫电池中的良好应用。该研究以题目为“Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes for Wide-Temperature-Range Aluminum-Sulfur Batteries”的论文发表在材料领域国际顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed》。

在EA中添加dFBn有效地促进了流动性和离子电导率，而不影响AlCl₄^-/Al₂Cl₇^-平衡，从而保持了铝的可逆剥离/镀覆，并进一步促进了Al-S电池的整体动力学。因此，与基于纯EA的电池相比，采用EAdF-0.8的Al-S电池在-20至40℃的宽温度范围内表现出更高的比容量、更好的循环性能和更低的极化。此外，EAdF-0.8与改进的隔膜的结合可进一步提高低温下的比容量。总的来说，这些结果证明了由EA和dFBn组成的EAdF-0.8在宽温度范围铝硫电池中的合理设计带来的好处。