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電解液在所有電化學儲能系統(tǒng) (EES) 之間的離子傳輸中起著至關重要的作用。鹽包水（WIS）電解液作為一種新型的水性電解液，由于它保持了水系電解液的優(yōu)點和非水電解液較寬的電化學穩(wěn)定電壓窗口，近年來受到廣泛關注。然而，目前缺少關于WIS電解液的離子和附加相調控的評述。

在此，南京航空航天大學張校剛教授等人闡明了基于LiTFSI的WIS電解液的機理、性質和應用，從多個維度解釋其性質與傳統(tǒng)電解液不同的原因。隨后，詳細分析具有不同陰陽離子的WIS電解液的離子調節(jié)，具有強溶劑化能和溶劑化結構的陽離子更適用于WIS電解液。

此外，還總結了具有附加相的WIS電解液的性能和附加特征，額外的共鹽和共溶劑進一步優(yōu)化了電解液性能，包括加寬ESW、形成更完整的SEI、增加電導率和抑制電極材料的溶解等。

圖1. LiTFSI基WIS電解液的結構

最后，作者提供了WIS電解液研究的主要挑戰(zhàn)、前景和發(fā)展：

（1）WIS電解液中不同溶劑化陽離子的傳輸機制尚不清楚，應該更清楚地揭示陰離子的組成和結構與SEI之間的關系；

（2）應使用更多有機溶劑和聚合物來開發(fā)WIS電解液，例如醚類、酮類、烷烴類有機溶劑和含不同官能團的聚合物；

（3）目前對含有添加劑的WIS電解液研究很有限；

（4）WIS電解液的結構和離子傳輸在寬溫環(huán)境下的變化仍不清楚，應開發(fā)能夠適應更極端環(huán)境的電解液；

（5）基于WIS電解液的EES研究僅處于實驗室水平，需要將其推廣至實際應用。

圖2. WIS電解液的陰離子調節(jié)

雖然WIS電解液的研究取得了很大進展，但其在電化學方面的發(fā)展?jié)摿ι形吹玫匠浞滞诰?。作者堅信WIS電解液不久將成為下一代水系電解液的主流。

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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南航張校剛EnSM：鹽包水電解液的設計策略與研究進展