新型電解液粘度低、電導(dǎo)率高、應(yīng)用溫度范圍寬，同時(shí)保持了寬電壓窗口、不可燃和易操作的特點(diǎn)。使用該電解液，研究人員組裝了安全、寬窗口、高倍率的超級(jí)電容器。

最近，研究人員發(fā)展了一類具有大穩(wěn)定電壓窗口的高濃度 “water in salt”水系電解液。但是，該類電解液存在粘度高、電導(dǎo)率低、不適用于低溫等問題，極大地限制了使用該類電解液制備的超級(jí)電容器的性能。綜上所述，設(shè)計(jì)新的電解液體系，制備安全、寬電壓窗口、高電導(dǎo)率、寬應(yīng)用溫度范圍的電解液，必將有助于改善超級(jí)電容器的性能。

近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實(shí)驗(yàn)室研究員閻興斌團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種制備混合電解液的方法。通過向典型的“water in salt”(WIS; 21 m LiTFSI/H2O)電解液加入共溶劑乙腈，制備了“acetonitrile/water in salt”(AWIS)混合電解液。與WIS電解液相比，AWIS混合電解液粘度低、電導(dǎo)率高、應(yīng)用溫度范圍寬。同時(shí)，AWIS混合電解液保持了寬電壓窗口、不可燃和易操作的特點(diǎn)。使用該AWIS混合電解液，研究人員組裝了安全、寬窗口、高倍率的超級(jí)電容器。

該工作提供了一種將鹽與水/有機(jī)溶劑混合制備新型電解液的策略，基于該策略制備的電解液有望用于構(gòu)筑高性能儲(chǔ)能器件，如超級(jí)電容器、金屬離子混合電容器以及金屬離子電池。研究工作近期在線發(fā)表于《能源與環(huán)境科學(xué)》(Energy & Environmental Science，DOI: 10.1039/C8EE01040D)。

以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、中科院“一三五”戰(zhàn)略規(guī)劃重點(diǎn)培育項(xiàng)目和中科院西部之光的資助和支持。

圖1. AWIS電解液物理化學(xué)性質(zhì)

圖2. 電解液結(jié)構(gòu)分析

圖3. 超級(jí)電容器電化學(xué)性能