EES综述：用于可充电电池的离子液体家族准固态电解质

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EES综述：用于可充电电池的离子液体家族准固态电解质
固态电解质的实际性能受到金属枝晶形成的严重阻碍，并且通常在金属电极/固态电解质界面或晶界表现出高电阻，从而限制了其实际应用。
近期研究表明使用离子液体（IL）对固态电解质进行改性，形成所谓的“准固态电解质”，有望在电池性能和多样化用途方面取得巨大进步。
EES综述：用于可充电电池的离子液体家族准固态电解质
在此，日本京都大学Jinkwang Hwang, Kazuhiko Matsumoto等人总结了利用IL形成的准固态电解质的最新进展。
第一部分简要总结了IL的一般特性，然后是IL对可充电电池界面特性的影响。IL家族的准固态电解质分为三类：混合固态电解质、离子凝胶和离子塑料晶体（IPC）。
第二部分介绍了混合固态电解质的概念。固态电解质作为主要的离子导体，而ILs是次要的离子导体。
第三部分介绍了使用IL的离子凝胶，其中离子凝胶具有固体框架，例如MOF、二氧化硅、TiO2和浸渍有IL的聚合物等。
第四部分全面审查了与IL非常相似的IPC。
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图1. 用于可充电电池的IL和IPC的代表性离子种类
最后，作者总结了三类离子液体家族的准固态电解质的挑战及发展方向：
1）相比于有机溶剂，IL与固态电解质的相容性更好，此外，IL能增强电解质的界面特性和抑制锂金属枝晶形成；
2）离子凝胶具有高潜力，均质配方有助于提高其润湿性。此外还应探索它们与电极材料的长期兼容性，以防止电池内发生有害的副反应；
3）IPC可以独立用作固态电解质，也可以与聚合物一起形成复合电解质。
然而对IPC和相关材料的机械性能研究仍然非常少，未来这个方向的探索对于提高其实用性至关重要。
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图2. 使用IL制备的混合固态电解质的界面润湿性能
Pseudo-solid-state Electrolytes Utilizing the Ionic Liquid Family for Rechargeable Batteries, Energy &Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/D1EE02567H

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