高可靠性和公认的超长寿命使水性电池成为电网储能的理想选择。然而，由于H₂O的高活性而导致的电化学稳定窗口较窄，严重阻碍了其实际应用。

近日，湖南大学鲁兵安教授，Hongwei Fu，中山大学Chengxin Wang利用丁二腈(SCN)对H₂O分子进行氢键(H键)调节，重构H₂O分子的结合状态，将具有较强氢键网络的“游离H₂O”转化为SCN分子限制的“固定H₂O”，从而抑制H₂O的活性。

文章要点

1）所设计的5.6 m KFSI-SCN-H₂O复合电解液具有超过4.0 V的扩展ESW值，特别是高的阳极极限超过5.1 V，是已报道的K-离子水溶液电解液中最高的。

2）此外，该电解液具有不可燃性、改善的导电性和更宽的适用温度范围。结果表明，组装的KVPO₄F||PTCDI全电池在10,000次循环中表现出良好的循环稳定性，容量衰减率为0.0025%/次，并提供了约100 Wh kg^-1的竞争能量密度。

这项工作对氢键调节策略如何抑制有机/水混合电解液中H₂O的活性提供了深入的见解，为在不影响安全性的情况下实现更高能量密度的水电池提供了一条有希望的途径。

参考文献

Maoting Xia, et al, Hydrogen-bond regulation in organic/aqueous hybrid electrolyte for safe and high-voltage K-ion batteries, Energy Environ. Sci., 2024

DOI: 10.1039/D3EE03729K