阻燃剂磷酸三甲酯(TMP)的水混溶性和与水分子的相互作用

在稳定性窗口扩大到3 V的盐包水电解质(WiSE)中，固体电解质界面(SEI)的形成和H2O活性的降低为高能量密度的水系锂离子电池提供了可行性。

近日，复旦大学Fei Wang，马里兰大学王春生教授，Chongyin Yang发现，阻燃剂磷酸三甲酯(TMP)由于其独特的水混溶性和与水分子的相互作用，不仅被选为氢键受体以限制自由水的活性，而且还被选为成膜添加剂以通过操纵Li+溶剂化结构来稳定富磷和富氟SEI。

文章要点

1）研究发现，受体和SEI都有助于有效地动力学抑制负极上的析氢副反应。所以这里加的TMP不是简单的取代某些氢键受体。

2）得到的9.5 m LiTFSI-TMP-H2O混合电解质将阴极极限扩展到1.2V。开发的LMO||LTO全电池能够以低倍率和高速率充电/放电，同时抑制气体析出。此外，受益于TMP在降低水分活度和增强SEI方面的重要作用，P/N比限制在1.14的LMO||LTO全电池将摆脱严格的无湿气制造环境。同时，由于TMP的阻燃性质，可以完全消除潜在的安全问题。

这种方法为折衷严格的安全要求提供了一种有希望的见解，目的是使电池制造成本最小化。