鋰離子電池(lithium ion batteries, LIBs)具有能量密度高、使用壽命長、環境友好等諸多優勢,被廣泛應用于便攜式電子設備和規模能量儲存系統等。這類商業化的鋰離子電池通常使用易燃、易揮發的液態有機電解質,存在較多安全隱患。因此,開發具有高離子電導率的非揮發性電解質至關重要。然而,無機電解質界面阻抗較高,大批量制備困難且成本高昂;以聚環氧乙烷(PEO)為代表的固態聚合物電解質具有較低的室溫離子電導率,限制了其實際應用。
近年來,液晶電解質的研究受到了諸多關注。該電解質特有的有序自組裝結構能夠提供高效的離子傳輸路徑,有望大幅提升離子電導率。雖然,目前對于液晶電解質的研究取得了一定的進展,但仍面臨諸多挑戰,例如大多數液晶電解質的離子導電率仍處于較低水平,難以滿足商業化應用的要求,亟待進一步提升。另外,對近年來液晶電解質發展現狀的評述國內外尚未報道。因此,詳細地總結和評述液晶電解質的研究進展,對這類電解質的發展具有重要的指導意義。
本文首先介紹了液晶電解質的基本特征和分類,其次詳細總結了目前液晶電解質在鋰離子電池中的應用進展;其中,本文重點闡述了Li+在液晶電解質中的傳輸機制,并總結了液晶電解質基鋰離子電池的電化學性能。最后,在文末對液晶電解質面臨的挑戰和未來可能的發展趨勢進行了分析與展望。
液晶電解質在鋰離子電池中的應用進展
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