Superkoncentrované roztoky elektrolytů pro bezpečnější baterie

Článek je věnován významnému životnímu jubileu profesora Jiřího Zimy

Abstrakt

Superconcentrated aqueous electrolyte solutions (water-in-salt, WiSE) exhibit structural and physicochemical characteristics similar to those of ionic liquids. Owing to the high salt content and the near absence of free water molecules, they expand the electrochemical stability window, shift redox potentials, and suppress parasitic processes such as gas evolution, corrosion, and dendrite formation during metal deposition. Batteries employing WiSE are inherently safer than conventional lithium-ion batteries, as they eliminate flammable organic solvents. Current research is focused on the development of novel electrolyte materials and the optimization of existing systems to enhance operating voltage, charge capacity, and long-term cycling stability. The importance of this research is emphasized by the growing demand for high-performance and safe energy storage technologies in electromobility, renewable energy sources, and consumer electronics.

Full text English translation is available in the on-line version.

Superkoncentrované vodné roztoky elektrolytů (tzv. „water-in-salt“, WiSE) připomínají svou strukturou i fyzikálně-chemickými vlastnostmi iontové kapaliny. Díky vysoké koncentraci soli a faktické absenci volných molekul vody se rozšiřuje potenciálové okno elektrochemické stability, posouvají se redoxní potenciály a potlačují parazitní reakce, jako je vývoj plynů, koroze či tvorba dendritů během vylučování kovů. Baterie využívající WiSE neobsahují hořlavá organická rozpouštědla, a proto jsou bezpečnější než klasické Li-ion baterie. Výzkum se zaměřuje na hledání nových materiálů a optimalizaci stávajících s cílem zvýšit pracovní napětí, kapacitu i životnost baterií. Význam těchto studií podtrhuje rostoucí poptávka po bateriích v oblasti elektromobility, obnovitelných zdrojů energie a spotřební elektroniky.