自從電化學電容器和鋰離子電池實現商業化以來，它們在電解質上所做的調整就微乎其微，這也限制了設備性能的提升。目前電解質體系大多為液相或固相，大部分氣體在室溫下是典型的非極性、分子間的作用力也很小，更不能實現對鹽的溶解。但一些極性氣體如氟代、氯代甲烷在經過低溫或是調控壓力使之液化后，就表現出溶解鹽的能力，可以形成液化氣電解質。

 

加州大學圣地亞哥分校Y. Shirley Meng（通訊作者）等人將具有優異物理化學特性以及絕緣流體性質的液相電解質用于電化學電容器中，而這種電解質的成分二氟甲烷在標準大氣壓下為氣相，這種液化氣電解質在-78到65℃的工作范圍和大電壓窗內表現出很好的穩定性和優異的性能。

 

鋰金屬為負極，鈷酸鋰為正極構建鋰離子電池時，具有很高的循環性能，庫倫效率達到ca.97%，開路電壓4V，同時在-60℃的低溫下運行還可保持很好的容量保持率。以上研究成果以“Liquefied gas electrolytes for electrochemical energy storage devices"為題發表在2017年6月15日Online的Science上。

一、液化氣的物理和化學性質
 

二、液化氣電解質隨溫度變化的電導率

 

三、二氟甲烷應用在電化學電容器中的電化學穩定性

 

四、二氟甲烷應用在鋰電池中的電化學穩定性

 

五、鋰金屬表面產物XPS圖譜以及成分分析

 

六、LiCoO2電極的XPS圖譜以及成分分析