我院陈宏伟副教授课题组在水系电池研究取得进展

近日，我院陈宏伟副教授课题组在高浓水系电解液研究取得进展，显著提高了水系电池的循环稳定性，相关工作以“Robust Interphase on Both Anode and Cathode Enables Stable Aqueous Lithium-ion Battery with Coulombic Efficiency Exceeding 99 %”为题发表在Energy Storage Materials（影响因子为17.789）。

近年来，高浓水系电解液（“water-in-salt”，WiSE）以其高安全性和宽电化学窗口而被广泛关注，但高浓水系电解液在电极表面复杂的界面化学影响了水系电池的循环稳定性。陈宏伟课题组发展了一类液相氢键组装的策略，通过引入尿素分子同时改变锂盐和水的配位环境，形成稳定的氢键网路，从而优化了水系电解液的溶液结构。同时该氢键网络有助于构筑稳定的电极/电解液界面，生成了以有机-无机双层结构为特征的SEI和以无机杂化马赛克结构为特征的CEI。基于该电解液的水系锂离子电池（Mo₆S₈/LMO）经过100圈循环后仍具有高达99.1 %的平均库伦效率和82.3 %的容量保持率（0.15 C）。值得注意的是，含有尿素的水系电解液可以在相对低浓度范围11-18 mol/kg保持高稳定性，这有助于降低电解液价格，推动其进一步应用。

该研究工作主要由我校2019级硕士研究生黄云福、2018级研究生李瑾琳、2020级博士研究生孙文路等人参与，与南京工业大学、青岛大学、宁夏大学合作完成。该项研究工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金杰出青年项目及中科院苏州纳米所NANO-X的支持。