馬里蘭大學創造高能鋰離子水系電池

據瞭解，馬里蘭大學研究者首次在石墨中引入鹵素轉換插層化學，開發新型的複合電極，比容量為243mAh/g，平均電位為4.2V。他們將所開發的複合陰極與鈍化石墨陽極相結合，創造出約達4V的高能鋰離子水系電池，能量密度為460Wh/kg，庫侖效率約為100%。

據業內人員透露，“water－in－salt”（WIBS）電解質越來越受科學家們的青睞，其能增大水溶液鋰離子電池的電化學窗口，約達4伏特，使高壓陰極與低電位石墨陽極耦合成為可能。另外，值得瞭解的是，經過納米化後的過渡金屬氧化物如納米氧化鎢陰極的鋰插入能力也相當大，吸附離子的能力超強，可讓電池容量大幅度提升（約達693mAh/g），且具備可逆性。

高能鋰離子水系電池基於負離子轉換－插層機制，結合高密度的轉換反應，具有插層的優良可逆性，能提高電池安全性。通過石墨中鹵素陰離子的氧化還原反應，將無水LiBr、LiCl與石墨按最佳品質比為2：1：2混合，合成一種含有等摩爾鹵化鋰鹽（LiBr）0.5（LiCl）0.5－石墨（簡稱LBC－G）的複合電極。而高濃度的WIBS電解質，把部分水合LiBr/LiCl限制在固體陰極基體中。經氧化後，Br0和Cl0序貫插入石墨基質中，作為固體石墨插層化合物（GICs）穩定下來。

鋰離子水系電池從根本上不同於“雙離子”電池，其能量密度遠超過“雙離子”電池與最先進的非水液態鋰離子電池。

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