姜忠义/王景涛AEM：层状离子液体复合电解质助力-20至60℃宽温固态锂电

图1. L-ILCE的制备和结构

能够在宽温度范围内运行的电解液对可持续的先进能源系统至关重要。天津大学姜忠义、郑州大学王景涛等通过将离子液体（ILs）限制在二维蛭石框架的有序层间纳米通道内，探索了一种层状离子液体复合电解质（L-ILCE）。

研究表明，在纳米通道内，精细调整的微观结构可以诱导ILs的重排和结晶，这使得L-ILCE兼具液态电解液和固态电解质的综合优势。

因此，L-ILCE表现出较高的离子传导性（-40至100℃时为0.09-1.35×10^-3 S cm^-1），而聚合物和无机电解质在0℃以下通常会失去离子传导能力。此外，L-ILCE还表现出高转移数（0.89，与单离子导体相当）和宽电化学窗口（0-5.3V）。

图2. L-ILCE通道中的锂离子传输机制

受益于上述优势，由L-ILCE组装的LiFePO₄||Li和高压LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂||Li电池在-20至60℃下表现出高度稳定的电化学性能。

此外，软包电池（0.1Ah）在60和-20℃下经过50次循环后分别表现出93.8和45.0 mAh的高容量，对应于97%和98%的容量保持率，并具有良好的柔性和安全性。这项研究为在更宽的工作温度下合理设计锂基电池的先进离子导体提供了希望。

图3. 采用L-ILCE的固态锂金属电池演示

Lamellar Ionic Liquid Composite Electrolyte for Wide-Temperature Solid-State Lithium-Metal Battery. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300156

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姜忠义/王景涛AEM：层状离子液体复合电解质助力-20至60℃宽温固态锂电

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