鎂金屬二次電池以其高安全性和高能量密度的特點受到廣泛關注。然而，鎂電池正極/電解質間相(CEI)的重要問題仍被忽視。

在此，中國科學院青島生物能源與過程研究所崔光磊教授團隊通過在適當的電荷截止電壓條件下氧化無氯四（六氟異丙氧基）硼酸鎂(Mg[B(hfip)₄]₂)鹽，在典型的Mo₄S₂正極表面上構建了顯著的CEI層。且進一步證明了CEI為含有源自[B(hfip)₄]^?陰離子氧化的BxOy有效物質。

研究結果表明 BxOy物種有利于溶劑化Mg²⁺的脫溶劑化， 加速界面Mg²⁺轉移動力學， 從而提高Mo₂S₆宿主的Mg⁸⁺儲存能力。

圖1. Mo₆S₈//Mg電池在2.6 v充電截止電壓下的電化學性能

特別地，該工作首次報道了鎂電池中的CEI，闡述了無氯硼基鎂電解質中Mg₆S₈的Mg²⁺的存儲性能與充電截止電壓密切相關。即當充電截止電壓設置為合適的電位(~2.6 V)時，經過多次激活循環后，Mg₆S₈容量緩慢增加到最大。

通過各種表征證明了電化學活化過程伴隨著Mg₆S₈表面CEI的形成。也就是說，Mg[B(hfip)₄]₂的陰離子可以在Mg₆S₈表面（高截止電壓下）被氧化，從而構建有利的CEI層。

此外，通過FTIR光譜和DFT計算表明，CEl中的BxOy有利于Mg²⁺在正極表面溶劑化的溶出過程。受鋰電池和鈉電池多樣化CEl設計理念的啟發，Mg電池CEl的這種構建策略將極大地促進Mg²⁺存儲正極的開發和商用Mg電池的發展。

圖2. 高截止電壓下 Mg[B(hfip)₄]₂的作用機制

Cathode Electrolyte Interphase (CEI) Enables Mo₆S₈ with Fast Interfacial Magnesium-Ion Transfer Kinetic, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202217709