Angew：一种基于双层凝胶电解质的高能量密度镁空气电池

Nanoyu

2021-04-30

镁空气电池被认为是可穿戴和植入式电子产品的下一代电源技术，其可以在中性电解质中稳定工作，并且具有生物相容性。然而，镁负极的高腐蚀率和低利用率极大地影响了镁空气电池的性能，包括放电电压低、比容量差、能量密度低等。

近日，南京大学张晔副教授，复旦大学彭慧胜教授报道了首次提出了一种双层凝胶电解质来同时解决镁空气电池存在的问题。

文章要点

1）双层凝胶电解质由聚氧乙烯（PEO）有机凝胶和交联的聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶组成。这种双层凝胶电解质防止了镁负极的腐蚀和致密钝化层的产生，避免了副反应对镁负极的消耗，提高了镁在放电过程中的利用率，从而提高了电池的容量和能量密度。

2）实验结果显示，基于双层凝胶电解质的镁空气电池的平均比容量达到了2190 mAh g^-1（以镁负极总重量计），能量密度达到了2282 Wh kg^-1（以负极和空气电极重量计），性能均远远超过现有的镁空气电池。此外，这种镁空气电池还可以制成纤维形状，具有极高的柔性，可以承受各种变形，且输出功率稳定。

参考文献

Luhe Li, et al, High-energy-density Magnesium-air Battery Based on Dual-layer Gel Electrolyte, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202104536

https://doi.org/10.1002/anie.202104536