水系电池以其安全、低成本、无毒等特点受到了广泛的关注。然而，窄的电化学稳定窗口和低温下水的结冰限制了水系锂离子电池的能量密度和工作温度范围。

近日，北京理工大学陈人杰教授，李月姣，Nan Chen在LiTFSI−H₂O水溶液中加入“氢键俘获”溶剂TMS，形成“LiTFSI(TMS)0.5Water”（LiT0.5W）电解液（LiTFSI：TMS：水=1：0.5：1）。

文章要点

1）LiT_0.5W电解液对HER的抑制作用增强，并通过降低水的冰点将工作温度扩展到-85°C。此外，正极−电解质界面（CEI）和来自TMS溶剂的SEI膜可以通过形成碳组分作为OER/HER的有效界面势垒。

2）实验结果显示，3.15 V的LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li₄Ti₅O₁₂全电池表现出非常有效的析氢抑制作用，-80~60 °C的巨大温度范围，300次循环后，136 Wh·kg⁻¹的高能量密度，为构建具有高能量密度和极端低温条件的水系电池提供了新机会。

参考文献

Yanxin Shang, et al, A universal strategy for high-voltage aqueous batteries via lone  pair electrons as hydrogen bond-breaker, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE00417H

https://doi.org/10.1039/D2EE00417H