由于分子间的强相互作用,共晶电解质无需其他辅助溶剂即可提供高浓度的氧化还原活性物质,从而可用于开发高容量和高能量密度的氧化还原液流电池(RFBs)。
近日,美国得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授,苏州大学赵宇教授报道了有机分子与碱金属氟磺酰亚胺盐(双(三氟甲磺酰亚胺,TFSI)和双(氟磺酰亚胺,FSI)相互作用形成有机共晶电解质(OEEs)体系的一般机理。
文章要点
1)研究发现,具有特定官能团的分子,例如羰基(C-O),硝酰基(N-O?)和甲氧基(OCH3)可以与碱金属氟化磺酰亚胺盐(特别是双(三氟甲磺酰基)酰亚胺,TFSI)配位,从而形成OEEs。
2)与羰基和硝基相比,非活性甲氧基有助于在还原态和氧化态下维持高浓度电解质,从而使甲氧基官能化二茂铁(Fc)OEE的溶解度增加了三倍(2.8m)。Fc基OEE/Li混合电池的实际放电能量密度达到Wh·L-1,能量效率(EE)为86%。
研究工作为开发高能量密度有机RFBs提供了通过分子相互作用设计理想电解质的新途径。
参考文献
ChangkunZhang,etal,GeneralDesignMethodologyforOrganicEutecticElectrolytestowardHigh-Energy-DensityRedoxFlowBatteries,Adv.Mater.
DOI:10./adma.