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 23

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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(bào)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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