深共晶电解质（DEE）作为一种新兴的共晶混合物，在锂金属电池（LMB）中表现出独特的性能。然而，有限的选择和较差的电极兼容性阻碍了它们在LMBs中的进一步发展。

近日，北京大学郭少军教授，国科温州研究院Ying Tan报道了一种基于1,2-dimethylimidazole（DMIm）的新型Li-N相互作用诱导的DEE，作为高性能LMBs的氢键供体（HBD）。

文章要点

1）作为一种含氮杂环化合物，DMIm作为电子给体是独一无二的，它同时具有n和π-供体。给电子的DMIM与Li⁺离子有很强的配位作用，与TFSI⁻阴离子存在氢键作用，促进了Li⁺离子与阴离子的解离，并在共晶率下诱导了DIE的形成。这种新型的DIE在室温下具有2.2 mS cm⁻¹的高离子电导率，良好的界面稳定性和不可燃性。

2）研究人员进一步将PVDF聚合物引入到DMIm基DEE中，制备了一种新型的深共晶凝胶聚合物电解质。PVDF引入到DEE中进一步提高了锂离子的迁移率和电解液与锂负极之间的界面稳定性，实现了长期稳定的镀锂/剥离。此外，深共晶凝胶聚合物电解质具有优异的不可燃性、高离子电导率(30 °C时为1.67 mS cm⁻¹)和良好的电化学稳定性。基于新型DMIm基深共晶凝胶聚合物电解质的Li||LFP电池即使在高倍率下也可以实现优异的长期循环稳定性。

这项工作显示了新型DMIm基深共晶凝胶聚合物电解质用于高性能LMBs的巨大潜力。

参考文献

Xiaopeng Pei, et al, Li–N Interaction Induced Deep Eutectic Gel Polymer Electrolyte  for High Performance Lithium-Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202205075

https://doi.org/10.1002/anie.202205075