相比于锂离子电池,双离子电池具有一下特点。
1)在双离子电池中电解液是一种活性物质,电化学反应要的阴阳离子都储存在电解液中,因此电解液的数量要根据活性物质的质量仔细计算。
2)在双离子电池中隔膜的厚度不能太薄,如前所述,在双离子电池中电解液作为一种活性物质,重要存储在电极之间,以及电极内部的孔隙之中,因此在双离子电池中隔膜要具有高孔隙率,厚度也要满足电解液存储的数量要求。
3)电解液作为活性物质,其阴离子的选择,溶剂的选择和添加剂的选择都会对电池的工作电压、容量等出现显著的影响。
从2012年开始,双离子电池相关文献发表久已经呈现出稳步上升的趋势,截止目前已经有超过了一百篇相关文献,根据目前的研究成果,能够用于双离子电池的阳离子包含Li+、Na+、K+、Ca2+和Al3+,以及离子液体用阳离子Pyr14+和PP14+,阴离子则包含PF6–,BF4-,ClO4–,DFOB–等,以及酰亚胺基阴离子,如FSI-,FTFSI-,TFSI-,BETI-。
关于双离子电池而言,由于正极中要嵌入阴离子,因此正极材料的选择更为关键,常见的正极材料有石墨化碳、金属有机物框架材料(MOFs)、有机类正极材料、电活性聚合物材料等。负极材料选择则比较多,例如常见的碱金属(Li、Na、K等),嵌入型负极材料(例如石墨、无定形碳、TiO2、MoS2等)、合金类材料(Si、Sn等),以及活性炭等。