離子液體助力高能量密度固態鋰電池_離子液體定義_默尼離子液體

鋰離子電池(LIBs)因其高能量密度、高功率密度、長循環壽命和廣泛適用性而備受關注。然而，傳統LIBs的安全性問題是制約其進一步應用的關鍵因素，特別是液態有機電解質易燃、易熱失控和易降解。相比之下，固態電解質(SSE)因其不易燃、熱穩定性好等特點，有望用于提高電池的安全性和使用壽命，這使得固態鋰電池(SSLB)成為研究熱點。

制造高能量密度的SSLB主要有兩種方法：一是降低SSE層厚度，以減少非活性組分從而提升電池能量密度；二是增加正極厚度，以提高活性材料負載量。然而，SSE仍面臨機械強度不足、厚度過大、離子電導率低、與電極界面接觸差等問題。同時，厚正極中離子傳輸路徑不足，導致電荷轉移動力學緩慢、電池性能下降。

針對上述問題，來自臺灣陽明交通大學的張仍奎等人研發了一種由多孔聚乙烯作為支撐體的厚度僅為18 μm的復合固態電解質(CSE)，在其中引入石榴石型氧化物，LLZGO (Li_6.25La₃Zr₂Ga_0.25O₁₂)，和離子液體添加劑，N-丙基-N-甲基吡咯烷鎓雙(氟磺酰)亞胺(PMP-FSI)，以協同提高離子電導率和界面相容性。本研究開發了一種集成離子液體、石榴石型氧化物與聚合物支架的厚度僅18 μm的超薄CSE，實現了高離子電導率與優異的界面穩定性，同時構建了兼具LLZGO與離子液體的高質量負載復合正極。該協同設計使SSLB展現出高倍率性能與長循環壽命，為高能量密度、高安全性固態電池的實用化提供了有效策略。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/smll.202503865

原文作者：

Tzu-Yu Kuo, Jagabandhu Patra, Cheng-Chia Chen, Chun-Chen Yang, Chien-Nan Hsiao, Tsai-Fu Chung, Chung-Jen Tseng, Rajendra S. Dhaka, Chien-Te Hsieh, Ju Li, and Jeng-Kuei Chang

DOI: 10.1002/smll.202503865