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如何抑制鋰金屬電池中離子液體電解質(zhì)的有機(jī)陽(yáng)離子反應(yīng)性?

2025-02-06 10:15:01 sh默尼 5

離子液體(ILs)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和寬電化學(xué)窗口,一直以來(lái)都是后鋰離子電池實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)、更安全循環(huán)的理想電解質(zhì)。由于鋰金屬陽(yáng)極(LMAs)的高反應(yīng)性以及枝晶觸發(fā)短路的災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn),具有高能量密度的鋰金屬電池(LMBs)也需要更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。因此,離子液體電解質(zhì)(ILEs)應(yīng)具有合適的粘度以改善離子傳輸,并且能形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI)以防止鋰枝晶生長(zhǎng)。


Li+濃縮離子液體電解質(zhì)(CILEs)能夠促進(jìn)Li+-陰離子復(fù)合物中的離子結(jié)合,形成富含無(wú)機(jī)物的陰離子衍生SEI,但過(guò)高的粘度阻礙了其在高能量LMBs中的實(shí)際應(yīng)用。有研究提出使用非配位共溶劑的局部濃縮ILEs (LCILEs)來(lái)降低粘度,同時(shí)保持CILEs的界面優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)非配位共溶劑都具有氟化特性,在破壞離子聚集的同時(shí)將Li+的溶解度降至最低。盡管這類(lèi)研究取得了顯著進(jìn)展,但與CILEs兼容的共溶劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)仍然缺乏。并且在Li+溶解和SEI研究中,LCILEs中有機(jī)陽(yáng)離子的影響往往被忽視。

基于此,韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院Hochun Lee、首爾大學(xué)Won Bo Lee延世大學(xué)Hongkyung Lee制備了共溶劑摻入的離子液體電解質(zhì),它由雙(氟磺酰)亞胺鋰(LiFSI)N-甲基-N-丙基吡咯烷雙(氟磺酰)亞胺(PYR13FSI)和共溶劑(X)配制而成,其摩爾比為LiFSI: PYR13FSI: X3 : 4 : 4。他們揭示了共溶劑引導(dǎo)的有機(jī)陽(yáng)離子對(duì)LMAs反應(yīng)性的調(diào)節(jié)作用,強(qiáng)調(diào)了有機(jī)陽(yáng)離子在確保LMBs循環(huán)中的重要性。
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原文鏈接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829724007931

原文作者:

Sewon Eom, Minhee Park, Bonhyeop Koo, Chang-eui Yang, Junsik kang, Hongkyung Lee, Won Bo Lee, and Hochun Lee

DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103966


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