新型离子液体电解质使纳金属电池更加安全

近年来，高能电池频繁发生事故或爆炸。使用可燃有机电解质的可充电电池在短路或热失控的情况下容易着火或爆炸。现在，随着电池能量密度的提高，对电池安全性的要求也越来越高。因此，迫切需要开发下一代电池系统。据外媒报道，美国斯坦福大学的研究人员开发了一种氯铝酸盐离子液体电解质。使用这种电解质的可充电钠金属电池具有高能量和功率密度、长循环寿命和良好的安全性。该电解质由氯化铝/1-甲基-3-乙基氯化咪唑鎓/氯化钠离子液体和两种添加剂组成。在制备过程中，研究人员将无水AlCl3和Cl以1.5:1的比例混合，形成室温离子液体。然后用过量的NaCl缓冲至中性，然后加入1wt%的EtAlCl2和4wt%的FSI以制备最终的Na-Cl-IL电解质。通过热重分析发现，这种离子液体具有良好的热稳定性，在400℃时仍然没有明显的失重迹象。相比之下，普通有机电解质在132℃以上开始迅速减肥。因此，这种离子液体电解质具有不易燃的财产，不易起火，从而提高了电池的安全性。此外，Na-Cl-IL电解质的离子电导率相对较高，在25°C时达到9.2 mS/cm？1.它比以前的离子液体电解质高得多，从而产生更高的能量和功率密度。其次，由于氯铝酸盐和钠的反应和钝化，固体电解质界面面膜组件中含有独特的AlOx和NaCl，这有助于稳定钠的电镀/剥离循环，使循环寿命超过700倍，是所有报道中最长的离子液体电解质电池。根据测试，使用该电解质的纳米金属电池的电压为4V，库仑效率为99.9%，能量密度和功率密度分别为420Wh/kg和1766W/kg。经过700次循环后，电池可以保持其原始容量的90%以上。研究人员表示，这项研究的结果对未来的电解质设计具有一定的指导意义，不仅可以提高钠金属电池的安全性和性能，还具有应用于锂和钾电池等其他类型电池的潜力。

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