含双(氟磺酰基)亚胺阴离子的离子液体：电化学性质及其在电池技术中的应用

含双(氟磺酰基)亚胺（FSI）阴离子的室温离子液体（RTILs）表现出比相应双(三氟甲烷磺酰)亚胺（TFSI）化合物更高的电导率，因而作为新型锂电池电解质引起了广泛关注。利用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱研究了一系列 FSI RTILs 在惰性金属和锂电极上的电化学性质。添加 、 或 LiTFSI 可将阴极极限电位显著拓宽至更负的值，并实现可逆的锂电沉积。对称扣式电池的变电流循环表明，电极-电解质界面阻抗发生显著变化，该阻抗取决于锂盐阴离子的种类、盐浓度以及 RTIL 阳离子。对于大多数电池，电压-时间曲线在运行初期变得不稳定，这与锂表面枝晶的形成相一致。在约 20 个循环内恢复了稳定的电压行为，且值得注意的是在较低的电流密度下恢复，这可能是由于枝晶的脱落/重新附着最终重新建立了具有更高表面积的连续锂电极。重要的是，在基于 FSI 阴离子的 RTIL 介质中，锂沉积动力学与沉积物形貌的结合并未导致锂刺穿隔膜。因此，基于 FSI 的电解质在开发切实可行的金属锂电池技术中可发挥关键作用。