离子液体在下一代固态锂金属电池中引起轰动

你知道吗？科学家们正在研究一种全新的“超级电池”——固态锂金属电池，它有望成为未来科技的“能量源泉”。但别急，这事儿有点棘手！想象一下，如果把固态电池比作一位“超级战士”，那么它在战场上最大的弱点就是“界面电阻”这个“Achilles之踵”。东京都立大学的团队最近找到了一个有趣的解决方案：他们往电池里加了一点“离子液体”，就像是给战士涂了一层“润滑剂”，让电池的阴极和电解质之间完美贴合，电阻直线下降！这听起来是不是有点像给电池“整形”？

但别高兴太早！科学家们还在苦苦寻找一种既不 volatility 又不那么容易分解的离子液体。就像是在找一位既温柔又耐用的“完美助手”。这事儿靠谱吗？我们且拭目以待！

东京都立大学的研究人员开发了一种用于固态锂金属电池的新型准固态阴极，显着降低了阴极和固体电解质之间的界面电阻。通过添加离子液体，他们的改性阴极可以与电解质保持良好的接触。他们的原型电池也表现出良好的容量保持能力。尽管找到最好的离子液体仍然具有挑战性，但这一想法为实际应用的固体锂电池开发提供了新的方向。

锂离子电池已经无处不在，在我们的智能手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车中占有一席之地。但随着我们寻找具有更高能量密度的更好解决方案，科学家们一直在转向固态锂金属电池。锂金属电池可能具有比锂离子电池更高的能量密度。它们被视为电池、为车辆和大规模电网供电的未来。

然而，技术问题使固态锂金属电池无法进入要求苛刻的应用领域。一个主要的问题是电极和固体电解质之间的界面设计。锂离子电池中的电解质通常是液体且高度易燃，存在安全隐患。这就是为什么人们一直在尝试使用固态电解质。然而，很难在电极和固体电解质之间实现良好的接触。任一侧的任何表面粗糙度都会导致高界面电阻，从而影响电池性能。已经有一些工作着眼于固体电解质的设计，但阴极设计仍然是一个悬而未决的问题。

由东京都立大学KiyoshiKanamura教授领导的团队一直在开发改善固态锂金属电池中正极和固态电解质之间接触的新方法。现在，他们已经成功制造出一种含有室温离子液体的准固态钴酸锂(LiCoO2)正极。离子液体由正离子和负离子组成;它们还可以传输离子。重要的是，它们可以填充阴极/固体电解质界面处的任何微小空隙。随着空隙的填充，界面电阻显着降低。

团队的方法还有其他好处。离子液体不仅具有离子导电性，而且几乎不挥发且通常不易燃。它们对形成阴极的浆料的影响也很小，几乎不影响制造过程。该团队展示了由其准固态阴极和固体“石榴石”电解质(参考其结构)制成的原型电池，该电池显示出良好的可充电性，在100次高温充电/放电循环后具有80%的容量保持率60℃。进一步的研究还揭示了11wt%的最佳离子液体含量。

问题仍然存在，例如找到一种不易降解的更好的离子液体。然而，该团队的新范式可以推动对固态锂金属电池的研究，并具有商业化的潜力。