什么是离子液体准固态电解质?

2024-10-11 10:37:52 sh默尼 7

基于准固体凝胶电解质和固体电解质的新型固态电池系统能够有效的解决电池电解质泄露以及易燃等安全性问题,同时也能提升电池的能量密度。但是现阶段(准)固态电解质还仍存在的电解质/电极界面问题以及稳定性等问题。

在非均质电解质体系或刚性纳米固体聚合物电解质中,晶界处的离子传导是不可忽视的问题。将离子液体作为不同组分晶界之间的界面润湿剂以提升电解质中相界面中的离子传导能力以提升固体电解质的离子电导率。

在凝胶电解质中,聚离子液体中不同的电荷种类展现出不同的电解质性能。聚阴离子型的聚离子液体具有较高的阳离子迁移数,但其离子电导率还较低。聚阳离子型的离子液体能够促进锂盐的解离以提高电解质中可移动Li+的浓度。除此之外,多阳离子或两性离子类型的聚离子液体在电池中也被广泛研究。将离子液体单体与其他类型的单体进行共聚能够更好的满足应用要求。同时,将离子液体与聚离子液体骨架进行结合形成的离子凝胶能够很好的综合离子液体与聚离子液体的优势,提高电解质的适用性。

       对离子凝胶的结构进行设计也可以使其具有特殊的功能和应用。例如:基于羟基功能的聚离子液体凝胶电解质能够将醇类防冻剂和盐类的防冻性能进行结合从而达到更加优越的低温抗冻能力。该凝胶电解质可以实现在超低温(-80℃)下表现出优异的抗结晶性和电化学性能,基于这种凝胶电解质的水性锂离子电池在低温下表现出高容量和循环稳定性。

  在凝胶电解质的制备中,将离子液体与固体宿主材料(如MOF或六方氮化硼材料)进行物理混合,可制备出具有高剪切模量、足够的离子导电性、高离子迁移率以及能够渗入锂金属/电解质界面等特性的离子电解质。

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