為了應(yīng)對(duì)固態(tài)聚合物電解質(zhì)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，阻燃性有機(jī)離子塑料晶體（OIPC）已被用作復(fù)合聚合物電解質(zhì)（CPE）中的固體增塑劑。

圖1.?材料制備及表征

韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院Eunhui Kim、Hasan Jamal、Injun Jeon、Jae Hyun Kim、慶北大學(xué)Sang-Eun Chun等采用1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴化物（BMI-Br）作為有機(jī)離子塑料晶體（OIPC）材料。具體而言，BMI-Br和LiTFSI先在乙腈（ACN）有機(jī)溶劑中混合一段時(shí)間，陰離子交換在這種混合中發(fā)生，結(jié)果TFSI- 取代BMI-Br中的Br-。因此，形成了BMI-TFSI和Li-Br。在這里，BMI-TFSI起著離子液體的作用，而Li-Br則起著鹽的作用。

圖2.?BMI-Br-10的電化學(xué)性質(zhì)

研究顯示，BMI-Br含量為10%（BMI-Br-10 CPE）具有顯著的離子導(dǎo)電性（σ = 2.34×10^-3 S cm^-1，30℃）、寬電壓窗口（高達(dá)4.57 V）和阻燃性。采用BMI-Br-10 CPE的對(duì)稱鋰電池在100 μA cm^-2和300 μA cm^-2下的穩(wěn)定循環(huán)時(shí)間分別為800小時(shí)和500小時(shí)，且無(wú)明顯的過電位擊穿。

此外，在60℃下，基于BMI-Br-10 CPE 的LiFePO4/BMI-Br-10/Li電池在1C下顯示出146.9 mAh g^-1 的初始容量、以及循環(huán)300次后99.7%的容量保持率和99.5%的高庫(kù)侖效率。

圖3. 電化學(xué)性能研究

Functionality of 1-Butyl-2,3-Dimethylimidazolium Bromide (BMI-Br) as a Solid Plasticizer in PEO-Based Polymer Electrolyte for Highly Reliable Lithium Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301674