Nature Materials：两性离子基电解质最新

Question

如题所述

Answer 1

探索未来能源新领域：两性离子电解质的革新应用

迪肯大学的研究团队，由Jennifer M. Pringle教授领导，揭示了一种创新的两性离子材料——BF3-基ZI(1)~ZI(3)，在固态电解质领域展现出前所未有的性能。他们的研究通过精密的DSC、SEM、NMR和X射线结晶学手段，揭示了这些材料在锂金属电池中的卓越表现。

新型两性离子电解质以其分子无序和卓越的可塑性，展现出极高的离子传输效率和稳定性。特别地，吡咯烷鎓ZI(1)在电池中表现出非凡的稳定性，不仅具备固-固相变特性，而且展现出动力学活性。当加入锂离子盐LiFSI后，电导率显著提升，反映出锂离子和FSI阴离子的高效迁移。

令人瞩目的实验数据显示，10 mol% LiFSI/ZI(1)电解质在锂金属电池中表现出极佳的稳定性，即使在高电流密度下，电池仍能保持低过电位。经过长时间的对称电池循环，仅在220小时后电压增加0.15 V，显示出出色的倍率性能。在锂金属全电池中，这种电解质支持的初始容量达到84 mAh g⁻¹，即使经过140次循环，容量仍保持在80 mAh g⁻¹以上，超过150次循环后容量损失仅15%。当与锂功能化聚合物NPs结合，复合材料的电导率提升，离子迁移率增强，电池寿命可延长至惊人的500小时。

两性离子基液态电解质同样显示出革新潜力，如50 mol% LiFSI在ZI(1)中的应用，能形成高电导且非挥发的电解质，确保锂金属电池在循环过程中的稳定。研究者们特别关注两性离子对SEI（固-液界面）层的影响，这一发现为碱金属或多价离子电池的电荷传输提升开辟了新的道路。

总结，这项研究成果揭示了两性离子材料在电化学领域的广阔前景，它们不仅作为非挥发性、离子导电介质，还能通过巧妙的组合策略优化性能。迪肯大学的这一创新，无疑为电池技术的未来发展注入了新的活力。欲了解更多详情，可参考Nature Materials(2021)的发表文章，或联系李老师158 2732 3927，获得更多科研服务支持。