高浓度电解质水溶液中的盐分在恒电流充放电过程前(a和b)后(c和d)的透射电镜照片。
据《电化学最新观点》杂志报道,巴西圣保罗大学化学研究所(IQ-USP)研究人员Vitor Leite Martins和Roberto Manuel Torresi提出,有望用高浓度电解质水溶液(即WIS电解质)来替代汽车电池和其他电化学装置中使用的有机溶剂。
WIS电解质是指由极少量水和高比例盐组成的溶液。在WIS电解质中,水的量刚好能够溶解盐分,促进其溶剂化。与传统解决方案不同的是,WIS不含游离水。
Torresi解释说:“只有由一个大体积阴离子和一个小型阳离子组成的盐分子,才有可能在少量水中溶解。例如CF3SO2NLiSO2CF3(LiTFSI)。氯化钠这样的盐无法用于配制WIS电解质,因为它的阴离子和阳离子尺寸比较接近。”
WIS电解质中没有自由水,因此具有很高的电化学稳定性。虽然与有机溶剂-盐溶液相比,WIS电解质具有显著优势,但它面临的挑战也不容小觑。首先,WIS电解质具有高度吸湿性,这很容易导致其含水量发生改变。其次,WIS电解质具有很强的腐蚀性。”
有机溶剂-盐溶液也具有吸湿性,采用类似的电池屏蔽技术可以抑制WIS电解质的吸湿性。因此,腐蚀性是WIS电解质的主要问题。Torresi表示,这个缺点不应该被过分高估。他说:“几十年来,腐蚀一直是一个让人头疼的问题。通过微调电流收集器,在未来攻克水基电池的腐蚀问题是很有希望的。”
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编译:雷鑫宇
审稿:阿淼
责编:唐林芳
期刊来源:《电化学最新观点》
期刊编号:2451-9103
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