离子液体(Ionic liquid,ILs),是完全由阳离子和阴离子所组成的低熔点盐类物质;与传统的有机溶剂相比,具有以下优异的物理化学性质[1-3]:蒸气压极低,不易挥发;不易燃烧;高热稳定性;液态温度范围宽;高电导率;电化学窗口宽;好的化学稳定性,好的溶解能力。离子液体所具有的这些特性,使其适合作为安全型电解质应用在锂二次电池中。
由于咪唑类离子液体,特别是1-乙基-3-甲基咪唑阳离子(EMI+)离子液体,具有粘度低、电导率高的特点,在锂二次电池中应用较早,且文献报道较多。
Matsumoto等将EMITFSI离子液体中的阴离子替换为FSI-,发现EMI-FSI的粘度和电导率都要优于EMITFSI,其还原电位与EMITFSI相同,而其所构成的电解质0.3 mol/kg LiTFSI/EMIFSI,循环伏安测试发现,由于电解质可以生成SEI膜,使得在铂电极表面有锂电化学沉积和溶解行为;该电解质也可以应用在Li/LiCoO2电池中,显示出好的倍率性能,在1C条件下,放电容量依然可以在120 mAh/g以上,其缺点就是容量衰减较快;当充放电倍率为0.1C时,电压3.2~4.2 V,首次放电容量超过130 mAh/g,而50次充放电循环后,放电容量已经降低到100 mAh/g以下。Guerfi等也报道了将0.7 mol/L LiFSI/EMI-FSI电解质应用在Li/LiFePO4电池中,1/4C倍率充电,1C倍率放电,10次充放电循环,放电容量可以达到145 mAh/g;随着放电倍率的增加,容量显著下降,如在放电倍率高于4C时,容量仅45 mAh/g。
FIM1002用作锂电池“安全”电解液EMI-FSI的重要组成,充当特效助剂与溶剂作用,兼容多种锂(Li)盐,高效阻燃、低熔点、低粘度、不挥发、高导电、宽电化学窗口。