高压水系可充电电池是下一代储能系统的有力竞争者，具有安全、高比能量等优点，但由于缺乏具有宽电化学稳定窗口的低成本水溶液而受到严重限制。水电解质的分解主要是通过水分子与溶剂化鞘层中水分子之间的氢键网络来实现。

近日，香港城市大学支春义教授，Jun Fan报道了将三种偶极小分子（甘油、赤藓糖醇和丙烯酰胺）分别用于锂、钠和锌离子电池的高安全性和宽的电化学稳定窗口（大于2.5 V）的水电解质。

文章要点

1）研究人员通过从头算MD模拟研究了溶剂化鞘层结构，发现三种偶极分子耗尽了载流子溶剂化鞘层中的水分子，破坏了水分子间的氢键网络，从而有效地扩展了电化学稳定窗口。

2）实验结果显示，由钛酸锂和锰酸锂组成的电池在含甘油的电解液中具有2.45 V的输出电压，400次循环后仍保持119.6 mAh g^-1的比容量。

这项工作为开发低成本的高压电解液用于水系储能系统提供了另一种策略。

参考文献

Batteries, et al, Small dipole molecule-containing electrolytes for high-voltage aqueous rechargeable, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202106180

https://doi.org/10.1002/adma.202106180