通过调控电解质的溶剂化结构来构建高电压、高能量密度的电池，以实现高效的能量存储

《Nature Communications》：Manipulating electrolyte solvation structures to build high-voltage concentration batteries for efficient energy storage

　　

摘要

浓缩型电池是一种特殊的原电池，其在两个电极上使用相同的氧化还原对，但通过电解质成分的差异来产生电压。然而，由于通常十倍的浓度差异仅能产生很小的电压（<0.059伏特），因此它们的应用受到了限制。在这里，我们展示了通过调整电解质性质可以克服这一限制，从而实现具有更高电压的金属基（锌和铜）浓缩型电池。通过使用高浓度的正极电解质，正极的氧化还原电位得到提高；而强络合能力的负极电解质则降低了自由离子浓度，从而降低了负极的氧化还原电位。这种不对称的电解质设计使得电池电压达到了0.6-0.7伏特，高于之前认为的0.059伏特。此外，这种方法可以与常见的正极材料结合，制造出电压更高的水基全电池（2.2-2.5伏特），从而提升电池的电压和比能量密度。