原位光固化Li-13X基复合固态电解质的制备及性能研究

固态锂金属电池因其高能量密度和安全性,被认为是最有潜力取代传统锂离子电池的储能设备.离子液体修饰的多孔材料具有自身界面相容性和较高离子电导率等优点,渐渐成为固体电解质领域中的热点材料.文中首先对Na-13X型分子筛进行锂化处理,然后再填充锂离子液体后形成Li-IL@Li-13X导体.Li-13X丰富的路易斯酸性位点能够固定离子液体中的TFSI~-阴离子,其骨架结构可作为离子传输通道增加自由迁移的锂离子量.将Li-IL@Li-13X加入到光聚合物胶中,利用光固化技术得到了Li-IL@Li-13X基复合固态电解质.具有最佳锂离子液体含量的复合固态电解质在45℃、0.1 mA·cm^(-2)电流密度时可以稳定电镀-剥离1 400 h,证明该电解质具有良好的抑制锂枝晶能力.此外,通过原位工艺将该复合固态电解质固化在正极上,可以解决固固界面的接触问题,在400次循环后的容量保持率高达91.3%.本工作验证了分子筛与离子液体相结合作为一种导体材料可以用于原位光固化领域,为制备新型固态电解质提供了一种新思路.