通過本體效應、界面效應和界面效應的結合，采用高鹽濃度的鹽包水電解質(zhì)比傳統(tǒng)的稀水電解質(zhì)具有更寬的電化學穩(wěn)定性窗口。在這里，我們探討了雙（氟磺?；﹣啺罚‵SI）鹽水溶液作為鋰離子和鈉離子電池電解質(zhì)的化學穩(wěn)定性、電導率、粘度和電化學穩(wěn)定性。我們證明FSI陰離子在這種環(huán)境中容易水解。然而，反應的動力學在很大程度上取決于鹽濃度和陽離子的性質(zhì)。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn) NaFSI 解決方案明顯比 LiFSI 解決方案更穩(wěn)定。高濃度NaFSI溶液還具有較寬的電化學穩(wěn)定性窗口和高電導率。

開發(fā)了一種基于水性電解質(zhì)的新型可充電電池，作為基于有機電解質(zhì)的鋰離子電池的大規(guī)模固定式儲能替代品。這種電池系統(tǒng)固有的不可燃性和潛在的低總擁有成本使其成為該應用的有希望的候選者[1,2]。水性電池面臨的挑戰(zhàn)是水的電化學穩(wěn)定性窗口狹窄（25 °C時熱力學為1.23 V），這限制了它們的能量密度。在最近的報道中，非常高的鹽濃度被證明將水的狹窄電化學穩(wěn)定性窗口擴展到1.5 V以上[[3]，[4]，[5]，[6]]。提出了以下機制來解釋高濃度水電解質(zhì)增強的電化學穩(wěn)定性：（i）高濃度電解質(zhì)中水的低遷移率和濃度施加了水電解的過電位，（ii）陰極表面被大陰離子阻塞，導致

在一項開創(chuàng)性的研究中，雙（三氟甲磺?；﹣啺罚═FSI）陰離子被鑒定在非常高的鹽濃度下具有這種SEI形成特性[3]。LiTFSI是TFSI陰離子的鋰鹽，在水中具有非常高的溶解度（25°C時為21molkg-1（21m）。結合TFSI的高氧化穩(wěn)定性，LiTFSI的21m水溶液成為新一代具有增強電化學穩(wěn)定性的水電解質(zhì)的第一個例子[3]。這些電解質(zhì)也稱為鹽包水電解質(zhì)，因為溶液中的鹽部分在重量和體積上都超過了水部分。鹽包水法的發(fā)現(xiàn)隨后刺激了基于該原理的各種化學研究[5,6，[9]，[10]，[11]，[12]，[13]，[14]，[15]，[16]]。

考慮到鈉鹽的成本通常顯著降低，鹽包水電解質(zhì)的鹽濃度很高，開發(fā)水似乎特別有趣

雙（氟（烷基）磺酰亞胺）鈉鹽具有足夠高的溶解度以實現(xiàn)高電化學穩(wěn)定性的罕見例外是雙（氟磺酰亞胺）（NaFSI）鈉。事實上，我們發(fā)現(xiàn)高濃度NaFSI電解質(zhì)的穩(wěn)定性窗口與典型的鋰離子鹽包水電解質(zhì)相當[6]。然而，人們對FSI陰離子對水解的化學穩(wěn)定性提出了擔憂[18]。

在這里，我們研究了不同濃度的NaFSI和LiFSI水溶液的化學穩(wěn)定性。我們發(fā)現(xiàn)陽離子對基于FSI的解決方案的穩(wěn)定性有很大影響。此外，我們還確定了LiFSI和NaFSI水溶液的關鍵物理化學性質(zhì)，包括電導率、粘度和電化學穩(wěn)定性。