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南大金钟&马晶：高性能水系镁离子电池

来源：时间：2024-03-15 11:35:57 浏览：613次

第一作者：Xinmei Song

通讯作者：金钟教授、马晶教授

DOI: 10.1021/jacs.4c00227.

【研究背景】

传统的有机电解质通常会在镁阳极上形成一层绝缘和钝化层，导致使用寿命较短，同时固有的毒性和易燃性容易引发环境和安全问题。而水系可充电镁电池在本质安全、经济高效和可持续储能方面都具有巨大潜力，引发很多关注。然而，其电压范围较窄以及电解质和电极之间的兼容性不理想，限制了其可行性。基于此，南京大学金钟和马晶教授等人报道了一种创新的三元共晶镁离子电解质，采用MgCl2-6H2O、乙酰胺和尿素以1: 1: 7的摩尔比组成。通过Mg2+ 离子和两种有机成分之间的竞争溶解效应进行优化。

【文章要点】

1、研究设计的全电池显示出较高的电压平台和稳定的循环性能。

2、原位表征揭示出镁的储能机制，同时固体-电解质界面吸附/解吸行为大大降低了电极材料的意外溶解和副反应。

3、研究表明，电解质调制策略在提高各种成分的兼容性以实现高性能水系多价离子电池方面是可行的。

【图文展示】

图1.新型镁离子共晶电解质的合成与表征

图2.共晶电解质

图3. Mn-NVO负极以及CuHCF||Mn-NVO全电池的电化学性能

图4. Mn-NVO负极储镁机制

图5. XPS表征以及界面反应示意图

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