【ACS Energy Lett.】突破浓度限制，西湖大学王建辉/刘仕团队最新成果：2.6 m低浓度电解液赋能高能量密度水系锂离子软包电池

背景：随着电动汽车与大规模储能产业发展，市场对电池提出了性能、成本、安全等多重要求。水系锂离子电池因其本质安全、环境友好等优势被视为潜力储能方案，但受限于水的窄电化学稳定窗口和缺乏稳定高容量负极材料，其能量密度远低于非水系电池。研究目的：为解决传统高浓度“盐包水”电解液成本高的问题，本研究旨在通过分子设计，开发低浓度、宽电压窗口的水系电解液，以实现与高比容量NbO2负极的兼容，提升水系电池的能量密度和实用性。结论：研究团队通过供体-受体分子不对称设计，使用甲基脲（MU）调控溶剂化结构，成功构建了2.6 m的低浓度水系电解液（MU0.72），将电化学稳定窗口拓宽至3.3 V，并有效抑制析氢反应。该电解液与NbO2负极及LiCoO2/LiMn2O4正极匹配，组装的软包电池实现了高达184 Wh kg−1的能量密度和良好的循环稳定性，为开发高安全、高能量密度的实用化水系锂离子电池提供了有效技术路径。