由于Mg陽極的高理論容量和元素豐度，鎂金屬電池（MMB）被認(rèn)為是有希望的下一代電池系統(tǒng)。然而，潛在的界面鈍化，緩慢的動力學(xué)和枝晶形成嚴(yán)重限制了MMB的循環(huán)穩(wěn)定性。
在這項工作中，中科院上硅所Chilin Li開發(fā)了3-溴氟苯（BRFB）作為常規(guī)電解液中的末端添加劑，以構(gòu)建高度晶體學(xué)的電沉積并調(diào)節(jié)Mg2+的界面溶劑化結(jié)構(gòu)。
文章要點
1）這種添加劑使得可以以（110）晶體平面的優(yōu)先定位自定義Mg的垂直電沉積。溶劑和BRFB之間的偶極-偶極相互作用誘導(dǎo)了對Mg2+的較弱的屏蔽作用，并增強(qiáng)了電解質(zhì)/電極界面處的反應(yīng)動力學(xué)。循環(huán)過程中BR/F雜種界面的原位構(gòu)建有助于在極端工作條件下抑制寄生反應(yīng)和枝晶生長。
2）對稱電池在超高的面積容量下表現(xiàn)出30 mAh cm-2的鍍Mg/剝離循環(huán)，其特殊Mg利用率為89％，超長循環(huán)在7000 h以上，低電位小于190 mV，低于190 mV，并且在低溫下以-20°C的2800 h超過2800 h。在1800個周期中，不對稱電池可顯著提高98.15％的平均庫侖效率。 Mg || CuS全電池表現(xiàn)出較高的可逆能力，約200 mAh g-1和出色的速率性能。
溶劑化結(jié)構(gòu)，固體電解質(zhì)間相和首選電沉積方向的協(xié)同定制為實用MMB開發(fā)高度耐用的Mg金屬陽極提供了有希望的策略。
參考文獻(xiàn)
G. Li, L. Cao, M.Lei, K. Chen and C. Li, Energy Environ. Sci., 2025
DOI: 10.1039/D5EE01011J.
