ChemicalReviews(IF72)关注有机电池电解液
由于有机资源的丰富性、环境无害性和多样性,使用氧化还原活性聚合物和小分子有机化合物的有机电池已成为下一代储能设备的有希望的候选者。到目前为止,大量的研究工作已经投入到开发先进的有机电极材料和了解有机电池中材料结构-性能的相关性。相比之下,尽管电解质对有机电极材料的溶解、电极-电解质界面的形成以及电荷载流子的溶剂化/去溶剂化起着关键作用,但对电解质结构和电池性能之间关联性的关注较少。
近日,乔治梅森大学Luo Chao、加利福尼亚大学Guo Juchen、天津大学许运华 对有机电池中的电解质进行了综述研究。成果以"Electrolytes in Organic Batteries"为题发表在国际顶级期刊"Chemical Reviews"上。
本综述讨论了有机电池的前景和挑战,重点是电解质。阐明了有机和无机电池在电解质特性要求和电荷储存机制方面的差异。为了全面透彻地介绍有机电池的电解质发展情况,将电解质分为四类,包括有机液体电解质、水系电解质、无机固体电解质和聚合物基电解质,以介绍不同的成分、浓度、添加剂和在各种有机电池中的应用,以及不同的电荷载体、界面产物和隔膜。还讨论了先进电解质未来发展的前景和展望,为有机电池的电解质设计和优化提供指导。我们相信,这篇综述将激发人们对电解质的深入研究,并加速有机电池的商业化进程。
图1. 基于(a)无机阴极、(b)n型有机阳极、(c)n型有机阴极和(d)p型有机阴极的可充电电池的电池配置和运行机制。
图2. 部分无机和有机电极材料的氧化还原电位和比容量。
表1 有机溶剂和有机电池电解液添加剂的关键物理性质、LUMO和HOMO能级
表2. 几种用于可充电电池的电荷载体的物理特性比较
表3. 已报告的用于有机电池的无机和聚合物电解质
表4. 基于不同有机电解质的电解质选择
图29. 不同类型的电解质和改性隔膜在有机电池中的优势、挑战、改进措施和前景
图30. 不同电解质的性能对比(a)有机液体,(b)水溶液,(c)硫基固态,和(d)聚合物基电解质的性能雷达图。
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