新型深共晶凝胶聚合物电解质助力高性能锂金属电池！
2022-05-31 12:00:39
近日，我院谭颖研究员和北京大学郭少军研究员联合报道了一种新型的基于1,2-二甲咪唑(DMIm)基的Li-N互作诱导的金属盐基深共晶电解质（DEE），并在其中引入PVDF作高性能LMBs的共晶混合物凝胶电解质。该研究以题目为“Li-Ninteraction induced deep eutectic gel polymer electrolyte for highperformance lithium-metal batteries”的论文发表在化学领域国际顶级期刊《AngewandteChemie International Edition》(IF:15.336)。
作者成功地制备了一种新型的基于DMIm和LiTFSI的Li-N诱导的DEE。FTIR和Raman结果表明，给电子的DMIm与Li+离子有较强的配位，与阴离子有氢键作用，促成了DEE体系的形成。拉曼光谱和DFT计算表明，DMIm中的N=C基团比TFSI-中的O=S基团更倾向于与Li+离子配位，从而在DEEs中形成Li+(DMIm)N配合物。当LiTFSI:DMIm=1:10摩尔比时，DEE具有较高的离子电导率和氧化电压。此外，通过将DEE电解质引入PVDF聚合物中，制备了一种新型的深层共晶凝胶聚合物电解质。具有吸电子性的PVDF聚合物链可以改变DEE中Li+离子的配位环境，提高Li+离子的迁移率。制备的PVDF/DEE-1:10凝胶聚合物电解质具有良好的抗燃性、高的离子电导率(30℃时为1.67mScm-1)和良好的界面稳定性。此外，PVDF/DEE-1:10凝胶聚合物电解质可以避免液体电解质泄漏，大大提高电池安全性。基于新开发的PVDF/DEE-1:10凝胶聚合物电解质组装的Li||LFP电池可稳定循环800次，且循环倍率高，具有良好的长循环稳定性。该研究为制备新型共晶凝胶聚合物电解质提供了一种有前景的策略，并可丰富DEE体系用于制备高性能LMBs。
【图】(a)制备DEEs和凝胶聚合物电解质的策略。(b)不同摩尔比下的DEEs图片。
