由于溶液相的电解质具有不可燃的性质，相对于非溶液相的电池，溶液相电池的安全性更高。但是水的稳定操作电压范围仅仅在1.23 V内，在高于1.23 V后会发生水分解过程，并会严重破坏电池中的电极和电池工作性能。由于水的这种独特性，限制了溶液电池的能量密度。通过在其中加入高浓度的盐（＞20 mol kg^-1），是提高电压范围、改善能量密度中最有效的方法，但是依然具有粘度较高和花费较高的缺点。香港中文大学卢怡君等报道了一种聚乙二醇（PEG）用于改善溶液相电池的作用，在保持盐的浓度条件中将溶液电池的电压窗口提高为3.2 V。Nature Energy编辑Changjun Zhang，对这项由香港中文大学卢怡君等发表在Nature Materials上的研究成果进行亮点报道。

本文要点：

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本研究通过分析，发现在电解质中水通过和PEG之间的氢键作用进行限域。此外，通过PEG分子中烷基组分的给电子作用，PEG中的氧原子比水分子中的氧有更大的电负性。因此PEG和水分子之间的氢键削弱，同时水分子中的H-O共价键得以增强，同时这种水分子中共价性的提高提高了水分子在电化学过程中的稳定性，作者显示当溶剂中含有低含量（2 mol kg^-1）的双（三氟甲烷）磺酰亚胺锂盐，就能够彻底的抑制水分解，并实现了高电压的Li₄Ti₅O₁₂/LiMn₂O₄燃料电池。

参考文献

1. Changjun Zhang*

No need to reduce water, Nature Energy 2020, 5, 355

DOI：10.1038/s41560-020-0626-5

https://www.nature.com/articles/s41560-020-0626-5

2. Jing Xie, Zhuojian Liang & Yi-Chun Lu*

Molecular crowding electrolytes for high-voltage aqueous batteries, Nature Materials 2020,

DOI：10.1038/s41563-020-0667-y

https://www.nature.com/articles/s41563-020-0667-y