氟离子电池(FIB)是一种后锂阴离子电池,利用氟离子的穿梭在不依赖关键矿物的情况下实现高达1393 Wh L-1的理论能量密度。然而,由于氟化物盐的低溶解度和氟化物离子的化学反应性,开发用于FIB的液体电解质具有较高难度。
研究者通过引入离子液体[MMIm][TFSI]和四甲基氟化铵作为化学稳定电解质,实现了高达4.65 V的电化学稳定窗口(ESW)、9.53 mS cm-1的离子电导率和0.67 M的溶解度。
研究者使用离子液体NMR和中子散射研究了这种高溶解度的来源和溶剂化结构。实验结果表明体系中存在由强静电相互作用和弱氢键驱动的氟化物溶剂化,且没有共价HF特征。这表明1,3-二甲基咪唑对氟离子的化学稳定性及其作为高压FIB电解质的潜力。