界面电导率的提升超过液体离子电解质填料体锂离子导电性的硅胶固体纳米复合电解质
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界面电导率的提升超过液体离子电解质填料体锂离子导电性的硅胶固体纳米复合电解质
Silica Gel Solid Nanocomposite Electrolytes with Interfacial Conductivity Promotion Exceeding the Bulk Li-ion Conductivity of the Ionic Liquid Electrolyte Filler
固态锂离子电池可使能量密度达到1000 W·hour/liter甚至更高。已经研究了以填充有非挥发性离子液体电解质填料的孔状氧化物基质的复合物作为固体电解质的可能性。然而，随着粘度的增加，电解质溶液在纳米级孔中的离子导电率越来越低。本研究证明了通过引入界面冰层，由孔状二氧化硅与离子液体电解质填料组成的纳米复合材料的锂离子电导率可以比纯离子液体电解质的锂离子导电率高出几倍。液体离子团的强吸附性和有序性使其像界面冰层一样具有固定性和固体状。中间相层上的偶极子导致Li +离子的溶剂化，从而增强了导电性。本研究证明的离子传导增强原理可以应用于不同的离子系统。
图28. 纳米SCE的宏观和微观结构(A) 在小瓶中合成的两个纳米SCE沉淀的图片（左）；凝胶后可获得具有蓝色透明度的透明颗粒。除去ILE后，得到高度多孔的二氧化硅基质（右），残留有脆性白色沉淀。（B）去除ILE后残留的SiO2基质的扫描电子显微镜（SEM）图像。（C）（B）图像的比例放大，描绘了具有大孔的基质材料的介孔性质。（D）TEM图像显示了7至10 nm二氧化硅纳米颗粒的密集堆积，这是多孔基质材料的基础。（E）虚线是由ILE和二氧化硅的体积分数确定的理论孔隙率。
Chen X, Put B, Sagara A, et al., Science Advances, 6(2): eaav3400, 2020.
本文来源：中国微米纳米技术学会《新科技快讯》2020年第1期，点击“阅读原文”，查看更多最新科技信息。
