EES：高性能镁金属电池实现水平镁片沉积和抑制表面钝化

NavyLIu

2023-12-15

可充电镁电池（RMB）由于其高容量和天然丰富度，正在成为锂离子电池的有效替代品。然而，传统电解质中严重钝化和不均匀沉积带来的挑战依然存在，导致可逆性和循环稳定性较差。近日，新加坡科技研究局Zhi Wei She、休斯敦大学Yan Yao将1-氯丙烷（CP）的共价分子引入传统电解质中，以操纵镁阳极的动力学和表面化学。

本文要点：

1) 由于CP-Mg相互作用降低了Mg（002）晶面的表面能，在电沉积过程中优先形成具有（002）取向的水平排列片状形态。此外，CP的最低未占据分子轨道能级能够在Mg电极表面原位形成稳定的富Cl界面。平面沉积形态与保护性界面相结合，可以有效抑制镁电极与电解质之间的寄生反应，促进电化学反应动力学。

2) 所设计的电解质在不对称电池中以99.79%的高库仑效率实现了可逆的Mg电镀/剥离，并在25 mA cm⁻²的超高电流密度下在对称电池中保持稳定循环215小时以上。这种工程电解质还与不同的无机/有机阴极材料表现出优异的兼容性，从而为RMB的应用提供了新机遇。

参考文献：

Gaoliang Yang et.al Realizing Horizontal Magnesium Platelet Deposition and Suppressed Surface Passivation for High-Performance Magnesium Metal Batteries EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE02317F

https://doi.org/10.1039/D3EE02317F