南航张校刚EnSM：盐包水电解液的设计策略与研究进展

电解液在所有电化学储能系统 (EES) 之间的离子传输中起着至关重要的作用。盐包水（WIS）电解液作为一种新型的水性电解液，由于它保持了水系电解液的优点和非水电解液较宽的电化学稳定电压窗口，近年来受到广泛关注。然而，目前缺少关于WIS电解液的离子和附加相调控的评述。

在此，南京航空航天大学张校刚教授等人阐明了基于LiTFSI的WIS电解液的机理、性质和应用，从多个维度解释其性质与传统电解液不同的原因。随后，详细分析具有不同阴阳离子的WIS电解液的离子调节，具有强溶剂化能和溶剂化结构的阳离子更适用于WIS电解液。

此外，还总结了具有附加相的WIS电解液的性能和附加特征，额外的共盐和共溶剂进一步优化了电解液性能，包括加宽ESW、形成更完整的SEI、增加电导率和抑制电极材料的溶解等。

图1. LiTFSI基WIS电解液的结构

最后，作者提供了WIS电解液研究的主要挑战、前景和发展：

（1）WIS电解液中不同溶剂化阳离子的传输机制尚不清楚，应该更清楚地揭示阴离子的组成和结构与SEI之间的关系；

（2）应使用更多有机溶剂和聚合物来开发WIS电解液，例如醚类、酮类、烷烃类有机溶剂和含不同官能团的聚合物；

（3）目前对含有添加剂的WIS电解液研究很有限；

（4）WIS电解液的结构和离子传输在宽温环境下的变化仍不清楚，应开发能够适应更极端环境的电解液；

（5）基于WIS电解液的EES研究仅处于实验室水平，需要将其推广至实际应用。

图2. WIS电解液的阴离子调节

虽然WIS电解液的研究取得了很大进展，但其在电化学方面的发展潜力尚未得到充分挖掘。作者坚信WIS电解液不久将成为下一代水系电解液的主流。

Design Strategies and Research Progress for Water-in-Salt Electrolytes, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.035

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