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電解液在所有電化學儲能系統 (EES) 之間的離子傳輸中起著至關重要的作用。鹽包水（WIS）電解液作為一種新型的水性電解液，由于它保持了水系電解液的優點和非水電解液較寬的電化學穩定電壓窗口，近年來受到廣泛關注。然而，目前缺少關于WIS電解液的離子和附加相調控的評述。

在此，南京航空航天大學張校剛教授等人闡明了基于LiTFSI的WIS電解液的機理、性質和應用，從多個維度解釋其性質與傳統電解液不同的原因。隨后，詳細分析具有不同陰陽離子的WIS電解液的離子調節，具有強溶劑化能和溶劑化結構的陽離子更適用于WIS電解液。

此外，還總結了具有附加相的WIS電解液的性能和附加特征，額外的共鹽和共溶劑進一步優化了電解液性能，包括加寬ESW、形成更完整的SEI、增加電導率和抑制電極材料的溶解等。

圖1. LiTFSI基WIS電解液的結構

最后，作者提供了WIS電解液研究的主要挑戰、前景和發展：

（1）WIS電解液中不同溶劑化陽離子的傳輸機制尚不清楚，應該更清楚地揭示陰離子的組成和結構與SEI之間的關系；

（2）應使用更多有機溶劑和聚合物來開發WIS電解液，例如醚類、酮類、烷烴類有機溶劑和含不同官能團的聚合物；

（3）目前對含有添加劑的WIS電解液研究很有限；

（4）WIS電解液的結構和離子傳輸在寬溫環境下的變化仍不清楚，應開發能夠適應更極端環境的電解液；

（5）基于WIS電解液的EES研究僅處于實驗室水平，需要將其推廣至實際應用。

圖2. WIS電解液的陰離子調節

雖然WIS電解液的研究取得了很大進展，但其在電化學方面的發展潛力尚未得到充分挖掘。作者堅信WIS電解液不久將成為下一代水系電解液的主流。

Design Strategies and Research Progress for Water-in-Salt Electrolytes, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.035

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