AM：层状异质结构离子凝胶电解质助力高性能固态锂离子电池

Nanoyu

2021-02-19

基于离子液体和凝胶基质的离子凝胶电解质为固态锂离子电池提供了几个优点，包括不可燃性、广泛的加工兼容性以及良好的电化学和热性能。然而，由于缺乏在低电位和高电位下同时稳定的离子液体，限制了离子凝胶电解质的电化学窗口，从而阻碍了其在高能量密度上的应用。

近日，美国西北大学Mark C. Hersam报道了基于两种咪唑离子液体的层状异质结构离子凝胶电解质以拓宽全电池固态锂离子电池的电化学稳定窗口，从而提高电池的工作电压。

文章要点

1）研究人员通过使用六方氮化硼（hBN）纳米片作为凝胶基质，以最小化层状离子凝胶异质界面处的混合的方式提高离子凝胶的力学性能。

2）在全电池固态锂离子电池的优化设计中，其中一种离子液体具有较高的负极稳定性（>5 V vs Li/Li⁺）并与正极相连，而位于离子凝胶异质界面另一侧的离子液体具有较高的正极稳定性（<0 V vs Li/Li⁺）并与负极接触。

3）实验结果显示，这种分层异质结构离子凝胶电解质显著延长了电化学窗口，同时保持高的离子导电性，从而改善固态锂离子电池的工作电压和倍率性能。

参考文献

Woo Jin Hyun, et al, Layered Heterostructure Ionogel Electrolytes for High-Performance Solid-State Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202007864

https://doi.org/10.1002/adma.202007864