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離子液體在能量存儲和轉(zhuǎn)化體系中的應(yīng)用

2024-07-19 20:43:18 sh默尼 7
尤其隨著電動汽車和便攜電子設(shè)備的普及,給鋰離子電池、超級電容器、鋅空氣電池、燃料電池、太陽能電池等儲能和能量轉(zhuǎn)化器件帶來更高的要求和挑戰(zhàn)。而電解液作為能量存儲和轉(zhuǎn)化器件的核心要素,直接關(guān)系到器件的能量密度、壽命等性能,并在穩(wěn)定性和安全性等問題上起著至關(guān)重要的作用。目前電池的安全性已經(jīng)成為了生產(chǎn)研發(fā)中不可忽視的問題 

離子液體(ILs),通常也被稱為室溫熔融鹽,由于其較低的熔點通常在室溫下以液態(tài)存在,并僅由離子和其組合構(gòu)成,不含任何溶劑分子。在20世紀(jì)初,發(fā)現(xiàn)了最早的ILs乙基硝酸銨,在隨后的近百年里,越來越多的ILs被不斷發(fā)現(xiàn),研究人員開始對其物理化學(xué)性質(zhì)進行深入研究,并探索了其在催化、潤滑、摩擦、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。

憑借著優(yōu)越的熱穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性、電極-電解質(zhì)界面穩(wěn)定性、不可燃性、可忽略的蒸汽壓、高離子電導(dǎo)率和寬的電化學(xué)窗口等特性,ILs已經(jīng)在諸多研究中被采用作為電解液體系中的添加劑,用于耐高壓和提升電池的安全性。此外,離子液體可以直接作為超級電容器的電解液使用,以得到寬的電壓窗口,還可以作為溶質(zhì)鹽搭配不同溶劑,從而改善離子遷移速率,增加導(dǎo)電性,甚至可以進一步拓寬其溫限,使其能夠應(yīng)用于極端惡劣的工作條件下。在最近的幾十年里,雙陽離子型離子液體(DILs)開始被不斷地合成和報道,而儲能體系無疑成為了DILs最重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域之一。


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