离子液体与中空硅纳米棒的结合？

聚乙二醇(PEO)基聚合物电解质的锂离子电导率较低，限制了其在全固态锂电池及相关领域的应用。

湖北工业大学的郑重等研究者将离子液体注入空心硅纳米棒(HSNRs)，制备出含有定向HSNRs的复合固态聚合物电解质(CSPE)，即F-ILs@HSNRs，并通过磁场促进了F-ILs@HSNRs在CSPE中的均匀分散与定向排列。

研究表明F-ILs@HSNRs的引入降低了PEO的结晶度，并在F-ILs@HSNRs/PEO界面形成了锂离子传输通道。通过计算与多物理场模拟表明，F-ILs@HSNRs中的离子液体对锂离子传导的贡献最大，其次是F-ILs@HSNRs/PEO界面。

当F-ILs@HSNRs垂直排列于电极时，CSPE展现出最短的锂离子迁移路径，从而实现了稳定高效的锂离子传导。该CSPE的电导率达到2.14 × 10⁻⁴ S cm⁻¹，锂离子迁移数t_Li⁺为0.307，分别比PEO-LiTFSI高出125倍和184%，并显著优于随机排列或平行排列的F-ILs@HSNRs-CSPE。

此外，Li|CSPE|Li电池和LiFePO4|CSPE|Li电池在循环超过2000小时后仍表现出稳定的性能，库仑效率接近100%。在倍率性能测试中也证实了其出色的电化学可逆性。这项研究为优化固态电解质的锂离子传导性能提供了新思路。