水系锂电池用高浓度电解液研究进展

  近日，马里兰大学王春生老师课题组以 “”Water-in-salt” electrolyte enables high-voltage aqueous lithium-ion chemistries” 为题，在高水平期刊《Science》上发表了相关研究成果^[1]。

      该项工作报道了锂盐（LiTFSI，双三氟甲烷磺酰亚胺锂）与水溶剂混合，制备出水系锂电池用高浓度（>5 mol/L）电解液。随着浓度的升高，水的分解电压窗口变宽。当浓度升高至21 mol/L以后，电化学窗口可达到3.0 V。电化学窗口升高的原因是，当锂盐浓度较高时，阴离子TFSI^-先于水分解反应而被还原成LiF等物种，该SEI层在负极表面起到了很好的保护作用。作者使用了LiMn₂O₄作为正极，Mo₆S₈作为负极以及上述电解液，装配成全电池。该类全电池开路电压2.3 V，小倍率0.15 C循环100圈，容量保持率为78%，大倍率4.5　C循环100圈，容量保持率为68%，能量密度为84 Wh/kg。