Tuning the Electrolyte Solvation Structure via a Nonaqueous Co-Solvent to Enable High-Voltage Aqueous Lithium-Ion Batteries

环丁砜 电解质 电化学窗口 溶剂化 电化学 水溶液 材料科学 锂(药物) 无机化学 溶剂 盐(化学) 离子电导率 化学工程 化学 电极 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Dezhong Liu,Lixia Yuan,Xiang Li,Jie Chen,Rundi Xiong,Jintao Meng,Shaoshan Zhu,Yunhui Huang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (15): 17585-17593 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.2c03460
摘要

"Water-in-salt" electrolytes have significantly expanded the electrochemical stability window of the aqueous electrolytes from 1.23 to 3 V, making highly safe 3.0 V aqueous Li-ion batteries possible. However, the awkward cathodic limit located at 1.9 V (versus Li+/Li) and the high cost of the expensive salts hinder the practical applications. In this work, an ideal "bisolvent-in-salt" electrolyte is reported to tune the electrolyte solvation structure via introducing sulfolane as the co-solvent, which significantly enhances the cathodic limit of water to 1.0 V (versus Li+/Li) at a significantly reduced salt concentration of 5.7 mol kg-1. Due to the competitive coordination of sulfolane, water molecules that should be in the primary solvation sheath of Li+ are partly substituted by the electrochemically stable sulfolane, significantly decreasing the hydrogen evolution. Meanwhile, the unique electrolyte structures enable the formation and stabilization of a robust solid electrolyte interphase. As a result, a 2.4 V LiMn2O4/Li4Ti5O12 full cell with a high energy density of 128 Wh kg-1 is realized. The hybrid water/sulfolane electrolytes provide a brand new strategy for designing aqueous electrolytes with an expanded electrochemical stability window at a low salt concentration.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闪闪绮露发布了新的文献求助10
1秒前
光亮的代萱完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
ky0927完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
亦屿森发布了新的文献求助10
3秒前
quit完成签到,获得积分10
3秒前
邓博完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
赘婿应助一只小鲨鱼采纳,获得10
3秒前
3秒前
H先生发布了新的文献求助10
4秒前
鹿友菌完成签到,获得积分10
4秒前
yilin发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
烤包子完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
水豚发布了新的文献求助10
7秒前
在水一方应助小舟采纳,获得10
7秒前
8秒前
田様应助光亮的代萱采纳,获得10
8秒前
Sean时完成签到,获得积分10
8秒前
科研小后发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
风为裳完成签到,获得积分10
9秒前
杨一发布了新的文献求助10
11秒前
nanami发布了新的文献求助10
11秒前
淡定向梦完成签到 ,获得积分10
12秒前
lou发布了新的文献求助10
12秒前
小二郎应助vvx采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
Qiao应助大清采纳,获得10
16秒前
田様应助淡然的以珊采纳,获得10
16秒前
fxx2021完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
杨一完成签到,获得积分10
19秒前
沿途南行发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3300378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2935023
关于积分的说明 8471430
捐赠科研通 2608574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1424325
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 661957
邀请新用户注册赠送积分活动 645649