鋁硫（Al-S）電池由于其高理論容量、低成本和高安全性而成為有前途的儲(chǔ)能裝置。然而，傳統(tǒng)使用的離子液體電解質(zhì)（ILEs）的高粘度和差的離子傳輸限制了鋁硫電池的動(dòng)力學(xué)，尤其是在零下溫度下。

研究人員通過用非溶劑化的1，2-二氟苯（dFBn）共溶劑稀釋離子液體而形成的局部濃縮的離子液體電解質(zhì)（LCILE）用于寬溫范圍的鋁-硫電池。dFBn的加入有效地促進(jìn)了流動(dòng)性和離子電導(dǎo)率，而不影響AlCl₄^-/Al₂Cl₇^-平衡，這保持了鋁的可逆剝離/鍍覆，并進(jìn)一步促進(jìn)了Al-S電池的整體動(dòng)力學(xué)。因此，采用LCILE的Al-S電池在-20至40°C的寬溫度范圍內(nèi)相對(duì)于純ILE表現(xiàn)出更高的比容量、更好的循環(huán)性能和更低的極化。例如，采用LCILE的Al-S電池在20°C下循環(huán)300次后保持507 mAh g^-1的顯著容量，而在相同條件下使用不含dFBn的電解質(zhì)僅提供229 mAh g^-1的容量。這項(xiàng)工作證明了LCILEs在寬溫鋁硫電池中的良好應(yīng)用。該研究以題目為“Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes for Wide-Temperature-Range Aluminum-Sulfur Batteries”的論文發(fā)表在材料領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Angew. Chem. Int. Ed》。

在EA中添加dFBn有效地促進(jìn)了流動(dòng)性和離子電導(dǎo)率，而不影響AlCl₄^-/Al₂Cl₇^-平衡，從而保持了鋁的可逆剝離/鍍覆，并進(jìn)一步促進(jìn)了Al-S電池的整體動(dòng)力學(xué)。因此，與基于純EA的電池相比，采用EAdF-0.8的Al-S電池在-20至40℃的寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出更高的比容量、更好的循環(huán)性能和更低的極化。此外，EAdF-0.8與改進(jìn)的隔膜的結(jié)合可進(jìn)一步提高低溫下的比容量。總的來說，這些結(jié)果證明了由EA和dFBn組成的EAdF-0.8在寬溫度范圍鋁硫電池中的合理設(shè)計(jì)帶來的好處。