近日，学院王涛副教授在水系锂离子电池电解液研究中取得了重要进展。该研究项目联合香港城市大学支春义教授，相关成果在顶级材料期刊Advanced Functional Materials上发表以题为Effective water confinement and dual electrolyte-electrode interfaces by zwitterionic oligomer for high-voltage aqueous lithium-ion batteries的研究论文。学院博士生邓银燕为该论文的第一作者,王涛副教授和费林峰教教为共同通讯作者，南昌大学为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金和江西省自然科学基金的支持。

锂离子二次电池因长循环稳定性和高能量密度等卓越性能受到了广泛关注，然而，有机电解液的毒性和易燃性引发了严重的安全隐患。在此背景下，采用水系电解液替代有机电解液成为一种有吸引力的解决方案，能够有效缓解安全和成本问题。但水的窄电化学稳定窗口（≈1.23V）严重限制了水系锂离子电池电极材料的选择，同时，水的高反应性导致电极材料结构不够稳定，造成可逆容量的持续降低和库仑效率的下降。因此，提升水系锂离子电池电解液的电化学稳定性成为了一项重大挑战。

研究团队通过设计一种低分子量的两性离子齐聚物作为添加剂，得到了具有高电化学稳定窗口的水系电解液。该齐聚物具有优异的水合能力，显著提高了电解液的析氢和析氧电位。同时，两性离子基团促进了离子传输，使电解液表现出高离子电导率。另外，在该添加剂的辅助下电极界面上有效形成SEI和CEI保护层，为析氢反应和析氧反应提供了额外的动力学屏障。基于该电解液的全电池表现出了极佳了循环稳定性和倍率性能。这一研究成果为发展高性能和低成本的水系电池提供了新的思路。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202416566