sei膜 AEnM：水系锂、钠离子电池SEI膜的原位构建
经济观察随着太阳能、风能等清洁能源的大规模推广，对储能电池的需求越来越大。锂离子电池因其高能量密度和环保优势而被广泛应用于储能电站。但由于使用有机电解液，其大规模应用存在一定的安全隐患。铅酸电池具有安全性高、成本低的优点。掺碳电池寿命可达5000倍，能量密度可达40瓦时/千克。它们广泛应用于储能系统，但存在一定的环境污染缺陷。因此，安全性高、无污染的绿色水基金属离子二次电池非常适合作为储能系统。
自从加拿大科学家Dahn在1994年首次报道了一种LiMn2O4/VO2锂离子电池以来，研究人员已经报道了多种水基锂离子电池，如LiCoO2/LiV3O8、LiMn2O4/LiV3O8、LiMn2O4/TiP2O7、LiMn2O4/LiTi2(PO4)3、LiFePO4/LiTi2(PO4)3等。然而，水电解质的电化学稳定性窗口窄，限制了电极材料的选择和电池的工作电压，导致水离子电池的能量密度较低。王等报道了双(三氟亚胺)锂的超高浓度水溶液作为电解质，双(三氟亚胺)锂的阴离子基团参与了锂溶剂化层的形成，在电极材料表面发生电化学还原反应，形成SEI膜，将电解质的电化学稳定窗口拓宽到3.0 V以上..
江苏理工学院钱奕泰、侯志国课题组提出了新的思路:在电解质中加入配位能力强的有机分子，参与形成新的[李()x(有机)y]+溶剂化层结构。有机分子的电化学稳定窗口比水分子窄，电化学氧化还原反应先于水分子在电极表面发生，反应产物沉积在电极材料表面形成SEI膜。SEI膜的形成使电解质的电化学稳定窗口扩大到3.0 V..该策略不仅适用于水基锂离子电池系统，也适用于水基钠离子电池系统。电解液中加入尿素，锰酸锂/钼6S8水基锂离子电池的工作电压可达2.1 V，循环寿命可达2000倍。另外，以Na3V2(PO4)3为电极材料组装的对称型水基钠离子电池，工作电压为1.7 V，循环寿命为1000次。
该研究策略也可应用于其他金属离子电池系统，如水基金属锌离子电池系统。研究人员认为，这项研究将为水基离子电池的研究打开一个新的窗口。此外，策略简单，使用的原料广泛，价格低廉，有助于促进水基离子电池的实际应用。相关论文发表在《高级能源材料》(doi: 10.1002/aenm.201903665)在线。