《表1 各种水系锂离子电池总结》

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《Water-in-salt锂离子电解液研究进展》

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1994年，加拿大达尔豪斯大学的DAHN教授等[7]首次展示了一类水系二次锂离子电池。该电池使用LiMn2O4作为正极，以5 mol/L LiNO3和0.001mol/L LiOH作为电解液，以VO2作为负极装配全电池。通过LiOH调节其电解液的pH值为11，使其析氢的电位降低，电池能够正常的工作。其全电池的输出电压为1.5 V，能量密度能够达到75W·h/kg，高于铅酸电池的能量密度（30 W·h/kg），接近于镍铬电池的能量密度（50 W·h/kg），图2为溶液的pH值与析氢析氧电位的关系示意图及全电池的循环情况。由于水溶液的电化学窗口不够宽，仅有1.8 V，故充放电的过程中有产氢的现象发生，导致电极材料会在水中溶解及其结构会发生变化，循环性能很差。近些年来在国内外学者的努力下水系锂离子电池性能有了大幅改善，各种水系二次锂离子电池体系及性能总结如表1所示。但是由于受到水系电解液电化学窗口的限制，水系锂离子电池输出电压普遍偏低，且小倍率工作下析氢现象明显，从而导致电池循环寿命较差，因此大大制约了水系锂离子电池的发展。