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金属锂(Li)由于其电化学势低、理论能量密度最高、密度低而被认为是锂离子电池的理想负极材料。然而,仍有一些重大挑战需要解决,例如锂枝晶生长和低的界面稳定性,这阻碍了锂金属负极的实际应用。近日,弗里堡大学AliCoskun研究员等人报道了一种用于稳定锂金属电池的凝胶聚合物电解质。
文章要点
1)提出了一种凝胶聚合物电解质,该电解质含有具有全氟烷基链(F-IL)的咪唑鎓离子液体端基,可以从根本上通过聚合物骨架中的路易斯酸性链段改变凝胶电解质中盐的溶解度来实现高离子电导率和锂离子转移数。此外,F-IL部分的存在降低了锂离子对二醇链的结合亲和力,使锂离子能够在凝胶网络内快速转移。这些结构特征使阴离子固定在离子液体链段上以减轻空间电荷效应,同时促进路易斯酸性聚合物中更强的阴离子配位和较弱的阳离子配位。
2)同时实现了高锂离子电导率(9.16×10-3Scm-1)和0.69的高锂离子迁移数,以及高达4.55V的良好电化学稳定性,同时有效抑制锂枝晶生长。此外,凝胶聚合物电解质表现出9mAhcm-2下的Li
Li对称电池的稳定循环性能超过小时,并且在锂硫(Li-S)全电池循环次后仍保持原始容量的86.7%。
参考文献
TianhongZhou,etal.IonicLiquidFunctionalizedGelPolymerElectrolytesforStableLithiumMetalBatteries.Angew.Chem.,
DOI:10./anie.06237