La recherche d'électrolytes alternatifs a été extrêmement actuelle ces dernières années avec l'électrolyte « eau dans le sel » en particulier, le bis(trifluorométhanesulfonyl) imide de lithium (LiTFSI) qui vient au premier plan dans le contexte des électrolytes haute tension. Cependant, « l'eau dans le LiTFSI » présente un coût ultra-élevé et un faible transport ionique par rapport aux sels aqueux d'halogénure de lithium, de nitrate et de sulfate (cités comme LiX). Ce travail a redécouvert les propriétés d'une « eau dans le sel » (électrolytes LiX) fabriquée à partir d'une variété de concentrations allant de 1 m à des conditions saturées. Les propriétés physiques, par exemple la viscosité, le pH, la conductivité, la densité, le changement de température pendant le mélange, ont ensuite été rapportées. Les propriétés électrochimiques de l'électrolyte ont été testées en utilisant des matériaux à base de carbone (YEC-8A) comme système modèle (configuration à trois électrodes), et la découverte a ensuite été étendue à un supercondensateur à pile à monnaie pour évaluer les performances par unité de coût. Il a été constaté que l'utilisation d'électrolytes LiX hautement concentrés n'améliore pas toujours la fenêtre de potentiel. LiBr et LiI ont montré les propriétés redox alors que l'augmentation de la concentration peut accélérer le processus redox (la tension reste inchangée). L'utilisation de LiCl surconcentré peut légèrement élargir la fenêtre de potentiel ; cependant, la corrosion est la tâche principale à traiter. En outre, l'expansion de tension de LiNO3 est d'environ 2,0 V, ce qui est comparable à LiTFSI. Le coût de décomposition de l'électrolyte montre également que LiTFSI présente la plus faible densité d'énergie par unité de coût (dollars), tandis que LiNO3 fournit le coût le plus réalisable en termes de densité de puissance. Nous avons ensuite marqué que les électrolytes tels que LiBr et LiI peuvent être utilisés comme électrolytes additifs redox. Ce travail montre également l'aperçu fondamental des propriétés physiques et électrochimiques de LiX pour une utilisation alternative possible comme électrolyte « eau dans le sel » bon marché dans le stockage d'énergie en dehors de LiTFSI.

La búsqueda de electrolitos alternativos ha sido extremadamente actual en los últimos años con el electrolito "agua en sal", especialmente la bis(trifluorometanosulfonil) imida de litio (LiTFSI), que ha pasado a primer plano en el contexto de los electrolitos de alto voltaje. Sin embargo, "agua en LiTFSI" exhibe un costo ultra alto y un bajo transporte iónico en comparación con las sales acuosas de haluro, nitrato y sulfato de litio (citadas como LiX). Este trabajo redescubrió las propiedades de un "agua en sal" (electrolitos LiX) hecho de una variedad de concentraciones de 1 m a condiciones saturadas. Luego se informaron las propiedades físicas, por ejemplo, viscosidad, pH, conductividad, densidad, cambio de temperatura durante la mezcla. Las propiedades electroquímicas del electrolito se probaron utilizando materiales a base de carbono (YEC-8A) como sistema modelo (configuración de tres electrodos), y luego el hallazgo se expandió a un supercondensador de celda de moneda para evaluar el rendimiento por unidad de costo. Se ha encontrado que el uso de electrolitos LiX altamente concentrados no siempre mejora la ventana de potencial. LiBr y LiI han demostrado las propiedades redox, mientras que el aumento de la concentración puede acelerar el proceso redox (el voltaje permanece sin cambios). El uso de LiCl superconcentrado puede ampliar ligeramente la ventana potencial; sin embargo, la corrosión es la principal tarea a abordar. Además, se encuentra que la expansión de voltaje de LiNO3 es de aproximadamente 2.0 V, que es comparable a LiTFSI. El coste de desglose del electrolito también muestra que LiTFSI exhibe la menor densidad de energía por unidad de coste (dólares), mientras que LiNO3 proporciona el coste más factible en términos de densidad de potencia. Luego marcamos que los electrolitos como LiBr y LiI se pueden usar como electrolitos aditivos redox. Este trabajo también muestra la visión fundamental de las propiedades físicas y electroquímicas de LiX para un posible uso alternativo como electrolito barato de "agua en sal" en el almacenamiento de energía, aparte de LiTFSI.

The search for alternative electrolytes has been extremely topical in recent years with the "water-in-salt" electrolyte especially, lithium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) coming to the fore in the context of high-voltage electrolytes. However, "water-in-LiTFSI" exhibits ultra-high cost and low ionic transport when compared with the aqueous lithium- halide, -nitrate as well as -sulphate salts (quoted as LiX). This work rediscovered the properties of a "water-in-salt" (LiX electrolytes) made from a variety of concentration from 1 m to saturated conditions. The physical properties e.g., viscosity, pH, conductivity, density, temperature change during mixing were then reported. The electrochemical properties of electrolyte were tested using carbon-based materials (YEC-8A) as a model system (three electrode configuration), and the finding was then expanded to a coin cell supercapacitor for benchmarking the performance per cost unit. It has been found that the use of highly concentrated LiX electrolytes does not always enhance the potential window. LiBr and LiI have shown the redox properties while increasing the concentration can speed up the redox process (voltage remains unchanged). Using superconcentrated LiCl can slightly expand the potential window; however, corrosion is the main task to be addressed. Besides, voltage expansion of LiNO3 is found to be approximately 2.0 V, which is comparable to LiTFSI. The breakdown cost of the electrolyte also shows that LiTFSI exhibits the lowest energy density per cost unit (dollars), while LiNO3 provides the most feasible cost in term of power density. We then marked that the electrolytes such as LiBr, and LiI can be used as redox additive electrolytes. This work also shows the fundamental insight into the physical and electrochemical properties of LiX for possible alternative use as a cheap "water-in-salt" electrolyte in energy storage apart from LiTFSI.

كان البحث عن إلكتروليتات بديلة موضوعيًا للغاية في السنوات الأخيرة مع ظهور إلكتروليت "الماء في الملح" بشكل خاص، ليثيوم مكرر(ثلاثي فلورو ميثان سلفونيل) إيميد (LiTFSI) في المقدمة في سياق الإلكتروليتات عالية الجهد. ومع ذلك، فإن "الماء في LiTFSI" يُظهر تكلفة عالية للغاية وانتقالًا أيونيًا منخفضًا عند مقارنته بالليثيوم هاليد المائي والنترات وكذلك أملاح الكبريتات (المقتبسة باسم LiX). أعاد هذا العمل اكتشاف خصائص "الماء في الملح" (إلكتروليتات LiX) المصنوعة من مجموعة متنوعة من التركيزات من 1 متر إلى الظروف المشبعة. ثم تم الإبلاغ عن الخصائص الفيزيائية مثل اللزوجة ودرجة الحموضة والموصلية والكثافة وتغير درجة الحرارة أثناء الخلط. تم اختبار الخصائص الكهروكيميائية للكهارل باستخدام المواد القائمة على الكربون (YEC -8A) كنظام نموذجي (تكوين ثلاثة أقطاب كهربائية)، ثم تم توسيع النتيجة إلى مكثف فائق للخلية المعدنية لقياس الأداء لكل وحدة تكلفة. لقد وجد أن استخدام إلكتروليتات LiX عالية التركيز لا يعزز دائمًا النافذة المحتملة. أظهر LiBr و LiI خصائص الأكسدة مع زيادة التركيز يمكن أن يسرع عملية الأكسدة (يبقى الجهد دون تغيير). يمكن أن يؤدي استخدام LiCl فائق التركيز إلى توسيع النافذة المحتملة قليلاً ؛ ومع ذلك، فإن التآكل هو المهمة الرئيسية التي يجب معالجتها. إلى جانب ذلك، وُجد أن تمدد جهد LiNO3 يبلغ حوالي 2.0 فولت، وهو ما يمكن مقارنته بـ LiTFSI. تُظهر تكلفة تعطل المنحل بالكهرباء أيضًا أن LiTFSI يُظهر أقل كثافة للطاقة لكل وحدة تكلفة (بالدولار)، بينما يوفر LiNO3 التكلفة الأكثر جدوى من حيث كثافة الطاقة. ثم وضعنا علامة على أنه يمكن استخدام الإلكتروليتات مثل LiBr و LiI كإلكتروليتات مضافة للأكسدة. يوضح هذا العمل أيضًا البصيرة الأساسية في الخصائص الفيزيائية والكهروكيميائية لـ LiX للاستخدام البديل المحتمل كإلكتروليت "ماء في الملح" رخيص في تخزين الطاقة بصرف النظر عن LiTFSI.