麦立强/周雯ACS Energy Lett.: 共晶电解质在先进金属离子电池中的应用

金属离子电池（MIB）有望用于大规模储能，因为它们可以缓解可再生能源固有的间歇性。作为MIB不可或缺的一部分，电解质影响着电化学性能。近年来，共晶电解质的新概念由于其合成简单和环境友好的特点引起了MIBs领域的广泛研究。尽管如此，共晶电解质的发展仍处于起步阶段，值得进一步关注。

在此，武汉理工大学麦立强教授、罗雯等人综述了用于MIBs的共晶电解质的最新进展，重点关注共晶电解质与MIB的相应性能之间的机理理解。首先，总结了共晶电解质的概念、形成和性质，这对于设计用于MIB的高性能共晶电解质具有重要意义。

然后，介绍了包含共晶电解质的MIB，主要包括锂/锌/铝离子电池，并进一步讨论共晶电解质的某些特性如何提高MIB的电化学性能，包括结构和性质之间的相关性、电极界面的化学性质以及离子/电荷传输机制。作者还简要列举了一些深共晶溶剂（DES），其中一部分尚未应用于MIB，但显示出作为共晶电解质的潜力。

图1. 共晶电解质的相图及形成机制

最后，讨论了与共晶电解质相关的挑战和前景：

（1）未来的工作应该致力于进一步选择合适的DES组成。合适的组合物应该是廉价、绿色、环境安全并且在分子水平上可调节；

（2）预期形成的DES作为共晶电解质应具有高电导率和高电化学稳定性。目前，需要一种新的方法来减少或避免金属氧化物在共晶电解质中的溶解，从而实现更多适用于共晶体系的电极材料；

（3）通过原位/非原位表征对组件之间关系的基本理解和对相应配位几何形状的探索对于进一步揭示受各种典型MIB影响的DES的内在机制变得更加重要。

图2. 用于先进MIB的DES的未来展望

Eutectic Electrolytes in Advanced Metal-Ion Batteries, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02088

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