據(jù)了解，馬里蘭大學(xué)研究者首次在石墨中引入鹵素轉(zhuǎn)換插層化學(xué)，開發(fā)新型的復(fù)合電極，比容量為243mAh/g，平均電位為4.2V。他們將所開發(fā)的復(fù)合陰極與鈍化石墨陽極相結(jié)合，創(chuàng)造出約達4V的高能鋰離子水系電池，能量密度為460Wh/kg，庫侖效率約為100%。
據(jù)業(yè)內(nèi)人員透露，“water－in－salt”（WIBS）電解質(zhì)越來越受科學(xué)家們的青睞，其能增大水溶液鋰離子電池的電化學(xué)窗口，約達4伏特，使高壓陰極與低電位石墨陽極耦合成為可能。另外，值得了解的是，經(jīng)過納米化后的過渡金屬氧化物如納米氧化鎢陰極的鋰插入能力也相當(dāng)大，吸附離子的能力超強，可讓電池容量大幅度提升（約達693mAh/g），且具備可逆性。
高能鋰離子水系電池基于負離子轉(zhuǎn)換－插層機制，結(jié)合高密度的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，具有插層的優(yōu)良可逆性，能提高電池安全性。通過石墨中鹵素陰離子的氧化還原反應(yīng)，將無水LiBr、LiCl與石墨按最佳質(zhì)量比為2：1：2混合，合成一種含有等摩爾鹵化鋰鹽（LiBr）0.5（LiCl）0.5－石墨（簡稱LBC－G）的復(fù)合電極。而高濃度的WIBS電解質(zhì)，把部分水合LiBr/LiCl限制在固體陰極基體中。經(jīng)氧化后，Br0和Cl0序貫插入石墨基質(zhì)中，作為固體石墨插層化合物（GICs）穩(wěn)定下來。
鋰離子水系電池從根本上不同于“雙離子”電池，其能量密度遠超過“雙離子”電池與最先進的非水液態(tài)鋰離子電池。
