水系可充电电池高浓度电解质的优化策略和机制

摘要 水系电池因其低成本和高安全性而成为一个重要的研究领域。然而，水系电解质存在高副反应活性、电化学窗口狭窄、界面稳定性不足以及低温下冻结等问题，妨碍了其实际应用。本综述集中于高浓度盐水基水系电解质的优化策略，以解决上述问题。溶剂化结构、氢键网络和界面组分是通过合适的盐、溶剂选择和电极相互作用所改变的关键因素。高浓度盐水降低了自由水含量，抑制了氢气析出反应（HER）和氧气析出反应（OER），并扩大了电化学窗口。电解质中的额外盐和溶剂可以进一步促进固体电解质界面（SEI）和阴极电解质界面（CEI）的形成，以减少有害的界面副反应。与此同时，阴极/阳极和电解质之间的协同效应扩大了电化学窗口，提高了界面稳定性，并增强了水系电池的电化学性能。在本综述中，我们描述了优化策略和机制，以为未来在高浓度电解质（HCE）和高能量及宽温度范围应用方面的研究提供指导。