具有無鹵化物電解質的鎂電池由于電解質分解而導致鎂金屬負極的穩定性差。在此,加拿大滑鐵盧大學Linda F. Nazar團隊報道了一種低成本的鎂支撐沸石膜解決其界面不穩定性問題。具體而言,該策略大大減少了Mg/電解質界面上游離二甘醇二甲醚的數量,同時允許Mg2+陽離子通過膜傳輸。
作者證明了在四(六氟異丙氧基)硼酸鎂/二甘醇鎂電解質中穩定的Mg沉積/剝離性能,并且其電池壽命延長了750倍(超過6000小時),以及庫侖效率高達~98%。此外,與Mg負極配對的Mo3S4正極在200次循環中具有91%的容量保持率。
圖2. 沸石膜的功能說明
總之,該工作報告了一種低成本沸石膜作為有效保護界面用于Mg金屬負極,導致無枝晶和高度穩定的鎂電鍍/剝離。在0.25 M Mg(B(Ohfip)4)2/G2電解質中電池實現超長壽命 (> 8個月)。該沸石膜的作用是減少Mg/電解質界面上的游離溶劑含量,從而緩解溶劑的分解。
此外,在全電池中驗證了沸石膜保護鎂負極的優越性。因此,該策略代表了一種通過界面改性穩定金屬負極電鍍/剝離的可行且具有成本效益的途徑,從而為高壓鎂金屬電池的發展鋪平了道路。
圖2. 電池性能
Stabilizing magnesium plating by a low-cost inorganic surface membrane for high-voltage and high-power Mg batteries, Joule 2023 DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.012
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