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離子液體在鋰鈉電池領域的應用

2024-07-31 13:42:31 sh默尼 6

隨著新能源技術和智能設備在全球范圍內的高速發展,鋰電池和鈉電池的創新研究已成為當前科技領域最引人矚目的焦點之一。不斷突破鋰、鈉電池電化學性能和安全性要求的關鍵在于設計開發更先進的電極、電解質及輔助材料。


離子液體是完全由陰、陽離子組成的新型液體軟材料,具有幾乎不揮發、離子電導率高、熱穩定性好、不易燃、電化學窗口寬等獨特性質,不僅為能量/功率密度更高、長周期穩定性和安全性更好的新型電池材料的設計創造了新的機遇,也為已知材料制備方法的革新提供了新的可能。


聚離子液體、離子凝膠和離子液體鍵合納米顆粒等離子液體衍生材料在保留離子液體多數特性的同時被賦予了其它優良性能,因而也受到了極大關注。近十年來,涉及離子液體及其衍生材料在鋰、鈉電池領域研究的論文數量始終保持快速增長的趨勢。


從技術角度而言,得益于其不同于分子溶劑和無機鹽的獨特性質,離子液體及其衍生材料是鋰、鈉電池制造過程中富有潛力的碳原子/雜原子前體、溶劑、添加劑或離子傳導材料如NaFSI雙三氟甲磺酰亞胺鋰,不僅極大提升了電池的安全性,而且顯著增強了電池的電化學性能及其制造過程的可持續性。


但是目前仍有一些問題有待解決。例如,只有一部分離子液體在裂解時可以提供較高的碳收率與氮含量,而這些離子液體的合成步驟普遍較多,成本較高。在離子液體輔助的電極材料離子熱合成過程中,離子液體與合成前體及中間產物的相互作用規律未被充分揭示,導致對產物結構的預測能力較弱。


用作電解質時,離子液體較大的粘度限制了離子的傳輸,尤其是低溫條件下的傳輸,同時一些離子液體及其衍生材料在苛刻條件下的長周期穩定性并沒有通常認為的那樣理想。從經濟角度而言,離子液體及其衍生材料也面臨著不小的挑戰。


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默尼化工科技(上海)有限公司

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標簽:  雙三氟甲磺酰亞胺鋰 鈉電池NaFSI 離子液體
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