离子液体基电解液与聚丙烯隔膜的兼容性研究

摘要

研究旨在通过探索离子液体基电解液与商业隔膜的兼容性，优化隔膜-电解液系统，从而提升锂金属电池的性能。选用3种商用聚丙烯隔膜（PP2500,PP3501,PP2325）,结合一种特定的离子液体(三丁基（甲氧基甲基）膦六氟磷酸，[P_4441O1][PF₆])基电解液，构建了不同的隔膜-电解质系统，并对隔膜-电解液系统的锂离子迁移率、锂沉积行为和锂金属电池性能进行了系统研究。结果显示，PP3501隔膜与离子液体基电解液具有最佳的兼容性，能够实现高锂离子电导率（0.103 mS/cm）和锂金属表面均匀的锂沉积，从而促进Li|LiFePO₄电池在高负载量（磷酸铁锂活性物质负载量为11.25 mg/cm²）下的稳定循环，且在0.5C（C为电池充放电倍率）倍率下的初始放电比容量达到129 mA·h/g。研究结果可以为离子液体作为电解质时的隔膜选择提供理论依据和实践指导。

关键词

离子液体基电解液 / 锂金属电池 / 锂沉积行为 / 隔膜-电解液系统

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52172097); 云南省新能源材料创新联合体资助项目(202302AB080018)