Nano Energy:重新审视镁金属负极SEI的降解：界面组成的决定性作用

newbee

2021-04-25

金属镁具有多重优势，包括高理论容量（3833 mA h cm^-3），低还原电位（-2.37 V vs. SHE），高安全性和高自然丰度，因此可充电镁电池具有广阔的应用前景。然而目前的镁金属负极上的离子钝化层会抑制电化学反应，因为高还原性的镁容易与有机电解质成分发生反应。基于此，具有离子导电性的固体/电解质界面（SEI）的构造受到越来越多的关注，其中各种无机盐，合金和聚合物设计成人造SEI，能够降低镁金属负极的过电势，从而在一定程度上改善了镁金属负极的性能。然而，与锂金属电池中成熟的SEI理论不同，目前仍然缺乏对镁金属负极的钝化过程中SEI演化的研究。为了探究镁金属负极的界面不稳定性的原因，上海交通大学杨晓伟和太原理工大学王晓敏教授等人揭示了其天然SEI主要由有机成分组成。

文章要点

1）对天然镁金属界面的组成和三维分布进行了全面研究，展示了镁金属负极SEI的动态演变过程，最初的原生SEI主要由电绝缘不足的有机成分组成；因此，电子泄漏导致电解质的分解和界面层的连续扩散，最终将导致镁离子传导的高电阻。

2）通过比较富含有机和无机元素的SEI的镁金属负极的电化学演化，得出：为了维持高电子绝缘性，需要将界面的电子绝缘性视为镁金属负极中的关键参数。

3）初始界面形成过程中的稳定性决定了镁负极的进一步发展，可以通过增加无机成分来设计具有可控电绝缘的SEI，提高其循环性能。

参考文献

Huanglin Dou, et al. Revisiting the Degradation of Solid/Electrolyte Interfaces of Magnesium Metal Anodes: Decisive Role of Interfacial Composition. Nano Energy. 2021

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106087

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106087