비응집 음이온이 저온 응용을 위한 냉각된 수용성 전해질을 가능하게 하다

고 안전성과 저렴한 비용의 이점을 가진 수용성 배터리는 대규모 에너지 저장에 매우 유망하다. 그러나 수용성 전해질의 동결은 저온 작동을 제한한다. 여기서 우리는 비응집 Cl– 음이온을 결합하여 전해질에서 고도로 분산된 용매 구조를 제안하고 달성하여 물 클러스터 크기를 줄이고 수용성 전해질이 −136.3 °C까지 고체화되는 것을 방지한다. 저온 LiCl 전해질은 −80 °C에서 1.0 mS cm–1의 높은 이온 전도도를 보이며, −50 °C에서 안정적인 저온 Ag/AgCl 기준 전극을 가능하게 한다. 더불어, 폴리아닐린 기반 배터리는 −100 °C라는 극저온에서 작동할 수 있으며, −40 °C에서 95.7%의 용량 유지율로 4000회 사이클 성능을 보인다. 이 연구는 음이온 효과와 전해질의 열역학적 전이 간의 상관관계를 설명하며, 저온 전해질 설계를 위한 새로운 접근법을 제공한다.