基于离子液体制备氟化电解质的新方法--离子液体清洁过程北京市重点实验室

　　固态锂金属电池由于其安全性和高能量密度，被认为是极具发展前景的下一代电化学储能系统。固态电解质作为电池的关键部件，其不稳定的界面反应和锂枝晶问题致使固态电解质往往不能满足电化学和稳定性的要求，降低了固态电池的性能。氟化物固态电解质在空气稳定性和抑制锂枝晶方面具有很大的优势，对新型固态电解质的研究合成具有重要意义，但其较低的离子电导率（室温下10^-6-10^-7S/cm）是目前急需解决的问题。近期中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员团队采用一种低温离子液体法合成出纳米结构的富锂氟化物固态电解质Li₃GaF₆，大幅度提高了以往氟化物固态电解质的离子电导率，为固态电池的发展提供了新的解决方案。

图1 Li₃GaF₆合成示意图

（图片来源：Energy StorageMaterials 28 (2020) 37–46）

　　该研究采用离子液体诱导的软模板方法，通过使用长链离子液体1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸酯(C₁₀mimBF₄)作为氟源合成出氟化固态电解质Li₃GaF₆。离子液体具有结构导向功能，获得的开放式框架结构可以容纳丰富的锂离子。同时离子液体团簇结构对氟化物晶粒的生长具有抑制作用，得到了传统高温烧结法难以实现的纳米结构电解质。Li₃GaF₆的室温离子电导率接近10^-4S/cm，是目前氟化物固态电解质中的最高值。无机陶瓷纳米结构和离子液体团簇的结合有效为解决了颗粒接触问题，为制备高电导率固态电解质提供了新途径。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.02.018

原文作者：

Jiulin Hu, Zhenguo Yao, KeyiChen, Chilin Li*