用含硫离子液体调控界面，打造高压固态锂电池

准固态锂金属电池（QSSLMBs）作为下一代储能设备，具有高能量密度和安全性的优势，但目前面临高电压正极界面不稳定和负极锂枝晶生长的问题，这两大问题限制了电池的循环寿命和能量密度。为解决这些挑战，研究团队研发出一种含甲基硫醇化阳离子片段的哌啶基离子液体（IL）添加剂。该添加剂能在快充和高电压条件下，同时稳定层状氧化物正极和锂负极的界面。在正极侧，这种离子液体优先氧化，形成含有LiF和硫化物的坚固正极-电解质界面膜（CEI），有效抑制过渡金属溶解并加快界面离子传输；在负极侧，离子液体衍生的多种无机成分复合界面膜（SEI）能提升机械强度，阻止锂枝晶生长。基于该添加剂的准固态电解质表现出色：可在4.5 V高电压下稳定工作，正极质量负载高达21.6 mg/cm²，能量密度达407 Wh/kg，且能在-20°C至60°C的宽温度范围内运行。搭配不同正极时，电池循环性能显著提升，如磷酸铁锂/锂电池循环2600次，4.3 V下NCM811/锂电池循环1100次，4.5 V下NCM811/锂电池循环400次。此外，软包电池能量密度达407 Wh/kg，锂/锂对称电池在0.2 mA/cm²下可稳定循环超2650小时。该甲基硫醇化结构设计还适用于六氟磷酸根阴离子离子液体，同样展现出优异的电池性能和高电压稳定性，为高能量密度准固态锂金属电池的实用化提供了有效方案。