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離子液體在能量存儲和轉化體系中的應用

2024-07-19 20:43:18 sh默尼 9
尤其隨著電動汽車和便攜電子設備的普及，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化器件的核心要素，直接關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成，不含任何溶劑分子。在20世紀初，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性質進行深入研究，并探索了其在催化、潤滑、摩擦、電化學等諸多領域的應用。

憑借著優(yōu)越的熱穩(wěn)定性、電化學穩(wěn)定性、電極-電解質界面穩(wěn)定性、不可燃性、可忽略的蒸汽壓、高離子電導率和寬的電化學窗口等特性，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，還可以作為溶質鹽搭配不同溶劑，從而改善離子遷移速率，增加導電性，甚至可以進一步拓寬其溫限，使其能夠應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最重要的應用研究領域之一。


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