绿色离子液体在电化学领域的应用研究进展

《绿色离子液体在电化学领域的应用研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8卷第16期2008年8月1671-1819(2008)16·4583—05科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVoL8No．16Au辱2008@2008Sci．Tech．Engng．化学绿色离子液体在电化学领域的应用研究进展陈孝云邱仁辉林金春魏起华(福建农林大学材料工程学院，福州350002)摘要离子液体作为新型的环境友好的“绿色溶剂”，具有很多独特的性质，在很多领域有着诱人的应用前景。论述了离子液体在电化学领域的应用研究进展。关键词离子液体电化学应用中图法分类号064

2、6．1；文献标识码A离子液体是完全由离子组成的液体，室温下呈液态的盐，它一般由有机阳离子和无机阴离子所组成。早在1914年就发现了第一个离子液体——硝基乙胺，但其后此领域研究进展缓慢，直到1992年Wikes领导的研究小组¨1合成了低熔点、抗水解、稳定性好的[emim]BF。离子液体后，离子液体的研究才得以迅速发展，随后开发了一系列的离子液体【2_7j。由于离子液体具有良好的导电性；电化学稳定电位窗口；几乎没有蒸气压、不挥发；具有较大的稳定温度范围、较好的化学稳定性；通过阴阳离子的设计可调节其对水、无机物、有机物

3、及聚合物的溶解性；酸度可调等o㈣J。使其在化学、化工等领域得到广泛应用。目前对离子液体的研究主要集中在新型离子液体的合成、其物理和化学特性的表征及作为溶剂和电解质的应用研究等方面‘卜12J。本文主要介绍了近年来离子液体在电池、电容器、电沉积、传感器等方面的应用研究进展。1离子液体在电池方面的应用1．1锂电池锂离子电池作为一种优良的能源而被广泛应2008年4月29日收到国家自然科学基金(30571461)资助第一作者简介：陈孝云，男，硕士，讲师，研究方向：离子液体和功能材料研究。E-删Iil：chenxy_dicp

4、@126．tom。用，但鉴于安全和稳定性的考虑，人们一直在寻求具有高的锂离子导电性的固体电解质材料。Mac-Farlane等[13]设计出以离子液体为塑晶网络，再将锂离子掺杂其中，由于这种晶格旋转无序性且存在空位，锂离子可在其中快速移动，导电性好，使离子液体在二次电池上的应用很有前景。Bockirs等¨4J合成了以吡啶阳离子为基础的DMFPBF4离子液体，其可在较宽的温度范围内和锂稳定共存，以它为电解质装配的LiMnO。／Li电池显示出较高的充放电循环效率(96％)。Koch等[151采用电化学阻抗对锂在离子液体

5、中的稳定性进行了研究，结果表明：离子液体的还原产物在锂表面并没有形成致密的钝化膜，因而不能完全隔绝锂电极与本体电解液的接触。Garcia等¨酬以EMITFSI为锂离子电池的电解质，用LiCoO：和u。Ti，012作为正负极材料，解决了碳负极在离子液体中有剥离的问题。且以LiTFSI／EMITFSI为电解质装配的电池具有较好的循环性能，LiC002放电电容可达106mA．h／g，循环200次放电电容仍保持90％以上。1．2太阳能电池目前太阳能电池一般使用由有机溶剂组成的电解质，而有机溶剂易挥发密封困难，这使电池的稳

6、定性和寿命受到影响。离子液体由于具有热稳定、低蒸气压、不燃性、高离子传导率、宽的电化学稳定电位窗、与聚合物易形成凝胶等特性，使其非4584科学技术与工程8卷常适合用于光电化学太阳能电池的电解液¨3l。Wang等【17’l副以六烷基胍盐离子液体作为燃料敏化太阳能电池的电解质，研究发现与传统的电池相比其光电传化率大大提高，在AM=1．5时的光下，光电转化率为7．5％一8．3％。另外，他还研究了在离子液体中加入纳米SiO：微粒，使其形成准固态电解质，以此电解质装配的电池在AM=1．5时的日光下，光电转化率为7％。Kan

7、g等[1刚合成了碘化1一乙烯基一3一庚基甲基咪唑翁盐(VHplI)离子液体，并将其作为染料敏感化太阳能电池的电解液，研究了碘化锂添加物的VHplI型染料敏感化太阳能电池的能量转化率，发现含有VHplI和碘的氧化还原对的太阳能电池在AM=1．5时的太阳光下，光电转化率为2．63％；添加少量的u后光电转化率达到3．63％，且认为转化率的增加是由于外部量子效应的增加。Mikoshiba等啪。将少量的水添加到含锂和叔丁基吡啶的碘化甲基丙基咪唑翁盐离子液体中，检测到染料敏感化太阳能光电池的性能明显增加。1．3燃料电池燃料电

8、池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电，因此受到人们的青睐。Hagiwara等旧¨用[emim](HF)。F离子液体构造了燃料电池，该电池在无增湿作用下工作，且由