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濃縮離子液體電解質(zhì)強化鋰金屬電池電極/電解質(zhì)界面

2024-09-04 10:06:16 sh默尼 16

由高能鋰金屬陽極(LMAs)和富鎳陰極組成的鋰金屬電池(LMBs),被認為是下一代二次電池的候選材料。然而,這些高活性電極材料常因缺乏保護電解質(zhì)/電極界面相(EEIs),而與傳統(tǒng)電解質(zhì)的界面相容性較差,進而存在枝晶鋰生長、低庫侖效率(CE)、材料鈍化等缺陷。因此,尋找合適的電解質(zhì)是實現(xiàn)LMBs高界面穩(wěn)定性和長壽命的有效策略。


低可燃性離子液體電解質(zhì)(ILEs)具有與LMAs和富鎳陰極的高相容性。例如,由共溶劑和濃縮離子液體混合組成的局部濃縮離子液體電解質(zhì)(LILEs),能有效緩解純離子液體在室溫下高粘度和離子傳輸緩慢的缺點,從而在降低電解質(zhì)成本條件下提高陰極質(zhì)量。已有研究表明,加入助溶劑對EEIs和界面穩(wěn)定性有顯著影響。例如,在[LiFSI]1[EmimFSI]2(FE)中加入1,2-二氟苯,可顯著減輕FE中陰極/電解質(zhì)界面(CEIs)的增厚,從而有效提高NMC811陰極的可逆性和可循環(huán)性。氟化芳香族化合物作為新的濃縮電解質(zhì)稀釋劑,具有密度低、供氟能力強等優(yōu)點,是離子液體基濃縮電解質(zhì)的較好稀釋劑。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的其它含氟芳香稀釋劑,如三氟甲基苯(BnCF)和三氟甲氧基苯(BnOCF)等,可通過溫和可控的脫氟過程從而形成更具保護性的EEIs。然而,現(xiàn)階段對基于BnCFBnOCFLILEs以及氟化基團的影響仍然未知。

基于此,來自羅馬大學(xué)Stefano Passerini及其團隊制備了三種不同共溶劑(單氟苯(BnF)BnCFBnOCF)的LILEs,即FEFFECFFEOCF,并從物理性質(zhì)、溶液結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能以及LMAsNCA陰極上的EEIs等方面與純FE進行了系統(tǒng)的比較研究。該研究討論了BnFBnCFBnOCFLILEs的物理性質(zhì)、電化學(xué)性能等方面的影響,證明了共溶劑苯環(huán)上的氟化基團通過與芳香族Emim+形成п-п相互作用以及Li+與共溶劑氟原子之間的配位,來影響LILEs的離子導(dǎo)電率和粘度。此外,該研究表明以BnOCF為共溶劑的LILEs,可在LMAs上產(chǎn)生保護性SEI,可適用于實際的LMBs
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Monionic?載流子液 1-乙基-3-甲基咪唑雙氟磺酰亞胺鹽, FIM1002 99.9%,電池級

FIM1002用作鋰電池“安全”電解液的重要組成,充當特效助劑與溶劑作用,兼容多種鋰(Li)鹽,高效阻燃、低熔點、低 粘度、不揮發(fā)、高導(dǎo)電、寬電化學(xué)窗口。

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