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EES綜述：用于可充電電池的離子液體家族準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)

固態(tài)電解質(zhì)的實際性能受到金屬枝晶形成的嚴(yán)重阻礙，并且通常在金屬電極/固態(tài)電解質(zhì)界面或晶界表現(xiàn)出高電阻，從而限制了其實際應(yīng)用。

近期研究表明使用離子液體（IL）對固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行改性，形成所謂的“準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)”，有望在電池性能和多樣化用途方面取得巨大進(jìn)步。

在此，日本京都大學(xué)Jinkwang Hwang, Kazuhiko Matsumoto等人總結(jié)了利用IL形成的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的最新進(jìn)展。

第一部分簡要總結(jié)了IL的一般特性，然后是IL對可充電電池界面特性的影響。IL家族的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)分為三類：混合固態(tài)電解質(zhì)、離子凝膠和離子塑料晶體（IPC）。

第二部分介紹了混合固態(tài)電解質(zhì)的概念。固態(tài)電解質(zhì)作為主要的離子導(dǎo)體，而ILs是次要的離子導(dǎo)體。

第三部分介紹了使用IL的離子凝膠，其中離子凝膠具有固體框架，例如MOF、二氧化硅、TiO₂和浸漬有IL的聚合物等。

第四部分全面審查了與IL非常相似的IPC。

圖1. 用于可充電電池的IL和IPC的代表性離子種類

最后，作者總結(jié)了三類離子液體家族的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向：

1）相比于有機(jī)溶劑，IL與固態(tài)電解質(zhì)的相容性更好，此外，IL能增強(qiáng)電解質(zhì)的界面特性和抑制鋰金屬枝晶形成；

2）離子凝膠具有高潛力，均質(zhì)配方有助于提高其潤濕性。此外還應(yīng)探索它們與電極材料的長期兼容性，以防止電池內(nèi)發(fā)生有害的副反應(yīng)；

3）IPC可以獨立用作固態(tài)電解質(zhì)，也可以與聚合物一起形成復(fù)合電解質(zhì)。

然而對IPC和相關(guān)材料的機(jī)械性能研究仍然非常少，未來這個方向的探索對于提高其實用性至關(guān)重要。

圖2. 使用IL制備的混合固態(tài)電解質(zhì)的界面潤濕性能

Pseudo-solid-state Electrolytes Utilizing the Ionic Liquid Family for Rechargeable Batteries, Energy &Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/D1EE02567H

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/16/27de191795/

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