水系锂离子电池由于其低成本、环境友好、本质安全，被认为是大规模储能的理想选择。然而由于水系电解液电化学窗口窄导致水系电池输出电压和能量密度低，循环寿命差等问题使得其用于规模储能技术经济性不高。近年来中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心怀柔研究部HE-E01组，北京清洁能源前沿研究中心索鎏敏小组围绕宽电位水系电解液构建高电压水系锂离子储能电池。
近日在宽电位水系电解液相关基础科学问题与高电压水系锂离子电池应用化技术方面展开了深入研究取得了系列重要研究进展。一、针对现有高盐浓度Water-in-Salt电解液会成本高、动力学性能差、低温性能差等问题，博士研究生周安行在索鎏敏研究员的指导下，发现只需要在水系电解液中加入少量的含有疏水阳离子的添加剂，即可将水系电解液所需的锂盐减少一半，而且拥有与高浓度水系电解液相近的电化学窗口（3.23V）。
这些现象归因于所添加的阳离子能够形成电场增强的阳离子分子筛，从而阻止水分子在负极界面发生析氢反应。同时，降低水系电解液的浓度能为水系锂离子电池带来诸多好处，包括低成本、低粘度、高的离子电导率等。
二、针对水系锂离子电池为了弥补不可逆消耗，保持循环寿命普遍应用过量的正极材料，导致正负极活性物质比例 (P/N比)居高不下，从而降低了全电池的能量密度，增加了全电池的电极成本问题，博士研究生吕天莳在索鎏敏研究员的指导下采用比容量更高的预锂化添加剂代替正极材料弥补首周不可逆损耗，可以有效提升全电池的能量密度。
三、针对于目前可应用于水系锂离子电池负极材料的高工作电位和低可逆容量，导致水系锂电的能量密度的进一步提升非常困难，从而严重阻碍了其商业化进程问题，博士研究生朱祥振在索鎏敏研究员的指导下开发了一类具有Wadsley-Roth相结构的铌基氧化物负极材料，利用其在水中不易溶解、晶体结构稳定、工作电位适于目前水系电解液窗口以及可逆比容量高的特点，优选了代表性的具有3×4×∞剪切Wadsley-Roth相结构的Zn2Nb34O87负极与不同正极组装成全电池验证其在不同水系电解液中的电化学性能。