Angew:电化学锂离子存储中水溶液电解质里的氢同位素效应
北2北
2022-03-25
作为两种稳定的氢同位素，由于原子质量的显著变化，氕和氘在物理化学性质上表现出很大的同位素效应差异。近日，中科院化学所的Sen Xin等对比了基于H2O和D2O的水溶液电解质中的锂离子电化学存储行为并对其同位素效应进行了研究。
文章要点
1）研究人员发现D2O中的分子内共价氢氧键的强度和分子间氢键的强度都比H2O要强，因此其热力学稳定性更好。基于H2O的水溶液电解质比基于D2O的水溶液电解质具有更宽的电化学稳定窗口、更高的水分子配位比例以及更长的氢键寿命。
2）基于上述电化学同位素效应，研究人员发现D2O相比H2O具有更高的氧化稳定性，其能够使LiCoO2正极和NCM811正极表现出更好的循环稳定性。在0.5C的电流密度下，NCM811/AC电池的可逆比容量高达168mAh/g。
参考文献
Jia Chou et al, Hydrogen Isotope Effects on Aqueous Electrolyte for Electrochemical Lithium-Ion Storage, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/ange.202203137
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ange.202203137
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