Möglichkeiten für Elektrolyte auf Basis ionischer Flüssigkeiten in wiederaufladbaren Lithiumbatterien
Um die ständig steigende Nachfrage der modernen Gesellschaft im Bereich der Energiespeicherung zu befriedigen, ist eine kontinuierliche Verbesserung der vorherrschenden Lithium-Ionen-Batterien (LIBs), die mit herkömmlichen organischen Lösungsmitteln (z. B. Ether und/oder Carbonate) hergestellt werden, dringend erforderlich. Insbesondere sind die auf Ethern und/oder Karbonaten basierenden Lösungsmittel im Allgemeinen flüchtig und entflammbar, was unter den extremen Betriebsbedingungen von LIBs (z. B. hohe Temperaturen, schnelles Aufladen, interner Kurzschluss usw.) zu Sicherheitsbedenken führt.
Die Anwendungen ionischer Flüssigkeiten (IL) in den verschiedenen Elektrolytsystemen in Form von Flüssigelektrolyten auf IL-Basis (LEs), Polymerelektrolyten auf IL-Basis (PEs) und Verbundpolymerelektrolyten auf IL-Basis (CPEs).
©Science China Press
Unter allen vorgeschlagenen Strategien ist der Ersatz organischer Lösungsmittel durch ionische Flüssigkeiten (ILs) ein vielversprechender Ansatz. Er könnte möglicherweise das Dilemma herkömmlicher LIBs umgehen, da ILs mehrere inhärente Eigenschaften aufweisen, darunter geringe Flüchtigkeit, geringe Entflammbarkeit, hohe Ionenleitfähigkeit und ein breiteres elektrochemisches Fenster usw. Daher haben die Forschungsaktivitäten im Zusammenhang mit IL-basierten Elektrolyten sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie große Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
In dieser Arbeit geben die Autoren einen historischen Überblick über die Fortschritte der ILs für nichtwässrige Elektrolyte, und es werden die Zusammenhänge zwischen den chemischen Strukturen und den grundlegenden Eigenschaften der ILs diskutiert. Darüber hinaus haben die Autoren die wichtigsten Errungenschaften bei der Entwicklung von IL-basierten Elektrolyten für wiederaufladbare Lithiumbatterien unter die Lupe genommen, insbesondere IL-basierte Flüssigelektrolyte (IL-basierte LEs), IL-basierte Polymerelektrolyte (IL-basierte PEs) und IL-basierte Verbundpolymerelektrolyte (IL-basierte CPEs). Zukünftige Richtungen und mögliche Strategien zur Entwicklung und Förderung von IL-basierten Elektrolyten und ihren wiederaufladbaren Batterien werden anhand von Literaturberichten und den Erfahrungen der Autoren in diesem Bereich diskutiert.
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