杨槐/于美娜/胡威Carbon Energy：具有高离子电导率的聚合物分散离子液体电解质

固态聚合物电解质（SPEs）由于其出色的柔性、可扩展性和与电极的界面兼容性，已经成为构建固态锂电池最有希望的候选材料之一。然而，SPE的低离子电导率和较差的循环稳定性并不符合锂电池实际应用的要求。

北京大学杨槐、北京科技大学于美娜、胡威等采用原位聚合诱导相分离（PIPS）方法制备了一种新型的基于聚合物分散离子液体的固态聚合物电解质（PDIL-SPE）。

图1. PDIL-SPE的制备示意

获得的PDIL-SPE具有管状聚合物网络和离子液体相的新型三维（3D）共连续结构。

基于三维共连续结构提出了两条Li⁺传输路线，其中连续的离子液体相作为快速Li⁺传输的导电路线，而具有丰富的-O-CH₂-CH₂-O-的管状聚合物网络允许额外的Li⁺传输，就像在PEO中一样。

因此，所制备的PDIL-SPE具有出色的离子传导性（25℃时为0.74mS cm^-1）和宽电化学窗口（高达4.86V）。

图2. 半电池性能

此外，由于良好的柔性和与锂金属的界面兼容性，PDIL-SPE能够在电流密度为0.5 mA cm^-2的Li/Li对称电池中实现长期（超过1000小时）可逆和稳定的锂沉积/剥离。

Li/PDIL-SPE/LiFePO₄纽扣电池在0.1和1C倍率下分别表现出157.6和98.3 mAh g^-1的高放电容量，而且在1C的150次循环后容量保持在100.7 mAh g^-1，显示出90.6%的高容量保持率。

总体而言，通过PIPS策略得到的PDIL-SPE复合材料在研究和开发下一代高性能固态锂电池方面显示出巨大潜力。

图3. 全电池性能

Polymer dispersed ionic liquid electrolytes with high ionic conductivity for ultrastable solid-state lithium batteries. Carbon Energy 2023. DOI: 10.1002/cey2.316

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杨槐/于美娜/胡威Carbon Energy：具有高离子电导率的聚合物分散离子液体电解质

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