多孔氮化碳离子凝胶

150 °C 不软化

用刚性多孔氮化碳纳米片替代聚合物网络，离子凝胶在高温下不塌缩、不漏液，让准固态锂电池在宽温域内抑制锂枝晶生长。

Liu, Zhaoen · Jiang, Xueao · Jiayin, Chen · Liu, Weijian · Long, Zhao · Yang, Lv · 李志勇 · Yan, Zhang · Xiwen, Wang · 张世国

Journal of Energy Chemistry 2025

参数信息

离子电导率

0.75 mS cm−1

Li⁺迁移数

0.56

剪切储能模量

5 MPa

对称电池循环时间

1200 h

技术优势

150 °C 不漏液

多孔氮化碳纳米片网络的剪切储能模量在室温至 150 °C 区间保持 5 MPa 不变，避免了传统聚合物凝胶剂高温软化导致的液体泄漏。

锂枝晶不再长

Li|PCNIL|Li 对称电池在 1200 h 内实现可逆锂沉积/剥离且无枝晶生长，得益于纳米片网络的机械强度。

迁移数翻近两倍

Li⁺迁移数从纯离子液体电解质的 0.20 提升至 0.56，有利于降低浓差极化、提高倍率性能。

室温电导不输液态

PCNIL 室温离子电导率 0.75 mS cm⁻¹，与纯离子液体电解质相当，未因引入多孔纳米片而牺牲传导性能。

应用场景

• 准固态锂电池：准固态电解质兼顾安全性与电极相容性，可直接用于锂金属电池。
• 高温锂金属电池：电解质的机械稳定性到 150 °C 不衰减，使锂电池可安全工作在高温。
• 宽温域锂电池：在 25–150 °C 宽温域内保持稳定循环，可满足极端环境应用。