采用超浓缩有机锂（Li）盐的“盐中水”（WIS）电解质因其宽广的电化学稳定窗口使高能电极偶的应用成为高能锂离子电池的研究热点。然而，高盐成本、高粘度、润湿性差以及对环境的危害仍然是一个巨大的挑战。

近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授，Dong Zhou，美国马里兰大学王春生教授报道了使用价格低廉且环保的无机锂盐来代替有毒而昂贵的有机锂盐，以及通过用一种能溶解水而不能溶解无机盐的惰性溶剂（称为“稀释剂”）稀释WIS电解质来降低电解质盐的浓度。因此，稀释剂不会改变WIS电解质的盐溶剂化结构，形成“局部盐中水(LWIS)”电解质。

文章要点

1）由于有机稀释剂具有比盐中水电解质更宽的电化学稳定窗口，LWIS有望在降低盐浓度、降低粘度和改善润湿性的同时保持（甚至提高）WIS电解质的电化学稳定性。

2）为了论证LWIS的概念，研究人员使用硝酸锂（LiNO₃）作为锂盐，1,5-戊二醇（PD）作为稀释剂。结果显示，PD的加入不仅显著降低了WIS电解质中锂盐的总浓度，而且通过PD与水分子和NO₃^-离子之间的氢键作用，降低了HER/OER中的水反应性，从而使电化学稳定窗口达到2.8 V（部分归因于负极表面形成的SEI）。

3）通过原位聚合四甘醇二丙烯酸酯（TEGDA）单体，所制备的水凝胶电解质的电解质稳定性提高到3.0 V，且没有易燃性和液体泄漏危险。所研制的Mo₆S₈|LWIS凝胶电解质|LiMn₂O₄（LMO）电池具有较高的循环稳定性，1 C下的库仑效率为98.53%。

所提出的LWIS电解质的设计原则有望推动未来高能低成本水系锂离子电池的发展。

参考文献

Pauline Jaumaux, et al, “Localized Water-In-Salt” Electrolyte for Aqueous Lithium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202107389

https://doi.org/10.1002/anie.202107389