基于离子凝胶电解质的高稳定锌离子电池

TM912; 锌离子电池因其安全性高和成本低而备受关注,然而严重的锌枝晶生长损害了电池性能的稳定性.在此,提出了将离子液体加入到聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)基体中制备离子凝胶电解质,离子液体的阳离子能吸附在锌尖端形成屏蔽层达到使Zn2+均匀沉积的 目的.选用了咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(EMIM(OTf))、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(BMIM(OTf))和1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(HMIM(OTf)),探究其阳离子侧链长度对锌枝晶生长的抑制效果.实验证明,由阳离子侧链长度适中的BMIM(OTf)制备出的离子凝胶电解质不仅具有1.87...

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Published in功能材料 Vol. 54; no. 6; pp. 6095 - 6102
Main Authors 江楠, 王宝俊, 侯成义, 张青红, 李耀刚, 秦宗益, 李克睿, 王宏志
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东华大学材料科学与工程学院,材料纤维改性国家重点实验室,上海201620 30.06.2023
Subjects
ionogel electrolytes
length of side chain
侧链长度
离子凝胶电解质
ionic liquids
Zn-ion batteries
离子液体
锌离子电池
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Summary:TM912; 锌离子电池因其安全性高和成本低而备受关注,然而严重的锌枝晶生长损害了电池性能的稳定性.在此,提出了将离子液体加入到聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)基体中制备离子凝胶电解质,离子液体的阳离子能吸附在锌尖端形成屏蔽层达到使Zn2+均匀沉积的 目的.选用了咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(EMIM(OTf))、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(BMIM(OTf))和1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(HMIM(OTf)),探究其阳离子侧链长度对锌枝晶生长的抑制效果.实验证明,由阳离子侧链长度适中的BMIM(OTf)制备出的离子凝胶电解质不仅具有1.87 mS/cm的高离子电导率,还能有效抑制锌枝晶生长,实现了2 500 h锌金属负极的长循环稳定性,99.30％的高库伦效率,以及200次循环后全电池83.9％的容量保持率.该工作展示了离子液体凝胶聚合物电解质在高性能的锌离子电池领域的潜在应用价值.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2023.06.011