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如何抑制鋰金屬電池中離子液體電解質的有機陽離子反應性?

2025-02-06 10:15:01 sh默尼 40

離子液體(ILs)具有優異的熱穩定性和寬電化學窗口,一直以來都是后鋰離子電池實現更長、更安全循環的理想電解質。由于鋰金屬陽極(LMAs)的高反應性以及枝晶觸發短路的災難風險,具有高能量密度的鋰金屬電池(LMBs)也需要更嚴格的安全標準。因此,離子液體電解質(ILEs)應具有合適的粘度以改善離子傳輸,并且能形成穩定的固體電解質界面(SEI)以防止鋰枝晶生長。


Li+濃縮離子液體電解質(CILEs)能夠促進Li+-陰離子復合物中的離子結合,形成富含無機物的陰離子衍生SEI,但過高的粘度阻礙了其在高能量LMBs中的實際應用。有研究提出使用非配位共溶劑的局部濃縮ILEs (LCILEs)來降低粘度,同時保持CILEs的界面優勢。大多數非配位共溶劑都具有氟化特性,在破壞離子聚集的同時將Li+的溶解度降至最低。盡管這類研究取得了顯著進展,但與CILEs兼容的共溶劑的選擇標準仍然缺乏。并且在Li+溶解和SEI研究中,LCILEs中有機陽離子的影響往往被忽視。

基于此,韓國大邱慶北科學技術院Hochun Lee首爾大學Won Bo Lee延世大學Hongkyung Lee制備了共溶劑摻入的離子液體電解質,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的有機陽離子對LMAs反應性的調節作用,強調了有機陽離子在確保LMBs循環中的重要性。
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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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