AM：使用全氟化醇盐基全镁盐电解质在Mg金属负极上原位生成稳定的固体电解质界面

Nanoyu

2022-06-04

常规电解质中镁（Mg）金属负极表面的钝化是Mg电池实际应用面临的关键问题。

近日，清华大学张跃钢教授将全氟叔丁醇镁盐Mg(pftb)₂与MgCl₂共溶于四氢呋喃（THF）中，形成一种全镁盐电解质。

文章要点

1）拉曼光谱和密度函数理论（DFT）计算证实[Mg₂Cl₃·6THF]⁺[Mg(pftb)₃]^-是电解质的主要电化学活性物质。

2）[Mg(pftb)₃]^-负离子的最低未占据分子轨道能级能够在Mg负极上原位形成稳定的固体电解质界面相（SEI）。对SEI的详细分析表明，其稳定性来源于双层有机/无机杂化结构。

3）实验结果显示，基于全镁盐电解质的Mg//Cu和Mg//Mg电池，在电流密度为0.5、1.0和2.0 mA cm^-2时，在3000次循环中的库仑效率为99.7%，在8100、3000和1500小时的超长循环寿命中具有较低的过电位。

4）研究发现，一旦在Mg电极上形成坚固的SEI层，则能够在含有TFSI的电解质中非常有效地抑制副反应。所开发的Mg//Mo₆S₈全电池800次循环的库仑效率高达99.5%，突出了SEI形成的电解质在未来的Mg电池中巨大的应用前景。

参考文献

Jianhua Xiao, et al, Stable Solid Electrolyte Interphase In-situ Formed on Magnesium Metal Anode by Using a Perfluorinated Alkoxide-based All-magnesium Salt Electrolyte., Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202203783

https://doi.org/10.1002/adma.202203783