由于水分子的强极性，质量溶解是正极在水溶液中面临的主要问题之一。原则上，质量溶解是由吉布斯自由能决定的热力学有利过程。然而，在实际情况中，溶解动力学（包括粘度、溶解质量迁移率和界面性质）也是影响溶解速率的关键因素。同时，热力学和动力学溶解因子均可通过电解质中盐与溶剂的比例来调节。
近日，中科院物理研究所索鎏敏副研究员报道了由浓度控制的Na3V2(PO4)3正极中的溶解行为，采用多种电化学和化学方法研究了其溶解度与时间、周期和荷电状态的关系。
文章要点
1）实验结果显示，在超高浓度电解质中，全电池（Na3V2(PO4)3/NaTi2(PO4)3）具有较高的初始放电容量（≈97 mAh g-1）、最高的1st-CE （>89%）和最低的容量衰减率（每循环容量损失（0.22%）和每小时容量损失（0.11%）)。
2）基于BDM双电层模型和Noyes-Whitney方程，WIBS电解质的理化性质与该方程的参数联系如下：1）由于溶解过程中几乎没有水参与，且键合水的溶解性较弱，使活性接触面积（A）显著减小；2）低扩散系数（D）和高粘度主要降低了溶解钒的迁移率；3）由于难溶性和钒扩散受限，有限的溶解钒可能更倾向于位于电极表面，从而导致非常低的浓度梯度（Cs-Cb）。
3）结果表明，WIBS电解质通过时空局域质量约束和物理空间局域质量约束，显著降低了正极的热力学控制溶解度和溶解动力学，从而诱导了界面集中约束机制，抑制了正极溶解以及稳定了正极循环。
Jinming Yue, et al, Interface Concentrated-Confinement Suppressing Cathode Dissolution in Water-in-Salt Electrolyte, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000665
https://doi.org/10.1002/aenm.202000665
