水系碱金属离子电池电解液的研究进展

对于储能设备来说,安全性和成本是投资者最重要的考虑因素。水系电解液本质上比有机电解液更安全、更环保。然而,由水电解(阳极析氢反应(HER)和阴极析氧反应(OER))造成的典型水系电解液的狭窄电化学稳定窗口(ESW<2.0 V)对所有水系电池的能量密度设置了严重的限制。本文主要综述了近几年学者们针对水系碱金属离子电池电解液提高电化学稳定窗口以及获得更优电化学性能所采取的措施。通过提高水系碱金属离子电解液的浓度或引入添加剂的方法优化电解液,测试其ESW并对其所构建的全电池体系的电化学性能进行测试,使电池能在满足无毒性、不易燃和低成本等适应绿色能源发展的前提下有效地提高电池的库仑效率和运行稳定性,同时保证足够的离子电导率,确保电解液中离子的正常扩散和迁移。此外,总结了对水系碱金属离子电池电解液的改善途径并对其前景作出展望。