AEM:抗氧化聚离子液体电解质实现4V和5V级固态锂金属电池

北2北

2022-04-25

  用于固态电池的聚合物固态电解质通常存在着离子电导率比较低、氧化稳定性较差等问题。近日，瑞士联邦材料科学与技术研究所Chengyin Fu等利用离子液体聚合物以及离子液体增塑剂实现了兼备高离子电导和高抗氧化能力的聚合物固态电解质。

文章要点

1）研究人员以聚（二烯丙基二甲基铵）双（氟磺酰）酰亚胺（PDADMAFSI）作为聚合物基质，以N-丁基-N-甲基吡咯烷基双（三氟甲基磺酰）酰亚胺（PYR₁₃FSI）作为增塑剂并以LiFSI作为锂盐制备了这种聚离子液体电解质。之所以选择PDADMAFSI和PYR₁₃FSI是因为它们具有出色的化学稳定性和较宽的电化学稳定窗口。

2)相比传统的具有锂离子配位能力的聚合物基质来说，带正电荷的PDADMA⁺链段能够降低Li⁺与聚合物的配位能力，从而实现高离子迁移数。LiFSI则能够降低Li⁺与FSI^-阴离子之间的结合能并能够与金属锂负极接触时形成良好稳定的界面。因此，该聚合物电解质能够使得4.5V级NCM811正极和5V级LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极稳定工作。

参考文献

Chengyin Fu et al, A Polymerized-Ionic-Liquid-Based Polymer Electrolyte with High Oxidative Stability for 4 and 5 V Class Solid-State Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200412

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202200412?af=R