赵金保教授课题组

研究前沿

通过溶剂化结构和界面化学设计高效Mg(CF3SO3)2电解液用于高性能可充镁电池

  与锂相比,金属镁在丰度、体积比容量以及安全性方面具有显著的优势。当电解液中包含痕量水,碳酸酯类溶剂 ,或者TFSI-等阴离子时,Mg表面易形成钝化界面层(SEI),导致电池迅速失效,考虑优化溶剂和镁盐的组合对开发可充镁电池电解液至关重要。

  本工作中,作者经过一系列筛选,将适量2-甲氧基乙胺(MOEA)作为共溶剂添加到Mg(CF3SO3)2-G2电解液中。通过实验表征和计算模拟说明MOEA可以通过取代Mg2+溶剂化结构中的CF3SO3和G2,降低CIPs和软化溶剂化结构,首次阐述了电解液的氧化稳定性和CF3SO3的溶剂化密切相关。可以在Mg表面形成含Mg3N2的SEI层,从而有效抑制与电解液中杂质(如H2O和阴离子)在界面的副反应,获得无枝晶的循环形貌。此外,CF3SO3周围溶剂化鞘层中的MOEA有助于在Mo6S8正极表面上形成富含CxNy均匀紧凑的CEI,通过促进Mg2+的去溶剂化过程提升插层动力学。在0.5 mA cm-2的电流密度下,对称电池具备超过5000 h的超长稳定的循环寿命,非对称电池8200次循环后(≈11个月)的平均库仑效率为98.3%。



原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202301795

(武佳乐)


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