可充鎂電池（RMB）已成為一種安全、經(jīng)濟(jì)、高能量的傳統(tǒng)電池替代品。然而，其實(shí)際應(yīng)用主要受到陰離子引發(fā)的鎂金屬負(fù)極界面副反應(yīng)所導(dǎo)致的嚴(yán)重鎂鈍化的困擾。

圖1 材料制備及表征

中科院青能所崔光磊、青島大學(xué)張波濤、青島科技大學(xué)周新紅等報(bào)告了一種具有高穩(wěn)定性的陰離子整流聚（烷氧基鎂）電解質(zhì)，并將其與玻璃纖維耦合，命名為PDEGVE@GF GPE。研究顯示，該電解質(zhì)具有優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，其陽極穩(wěn)定性超過 4.0 V（vs. Mg²⁺/Mg）。得益于陰離子整流效應(yīng)，PDEGVE@GF GPE的鎂離子轉(zhuǎn)移數(shù)（t_Mg2+）比傳統(tǒng)液態(tài)電解液高出0.75。

因此，這種聚合物電解質(zhì)在可逆鎂沉積/剝離方面表現(xiàn)出卓越的電化學(xué)性能，庫(kù)侖效率高達(dá)99.99%，從而實(shí)現(xiàn)了RMB的高度可逆循環(huán)，1000次循環(huán)后容量保持率達(dá) 80%。

圖2 PDEGVE@GF GPE的電化學(xué)特性

此外，這種聚合物電解質(zhì)在相對(duì)濕度為33%的空氣中暴露12小時(shí)后仍能保持其活性。得益于PDEGVE@GF GPE優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性，組裝后的鎂//氧氣全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電可逆性?？傊?，這項(xiàng)工作推動(dòng)了高可逆鎂金屬基電池的發(fā)展，其創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略也可廣泛應(yīng)用于其他儲(chǔ)能系統(tǒng)。

圖3 全電池性能

Stable Anion-Rectifying Poly(alkoxide magnesium) Electrolytes for Reversible Magnesium Metal Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01192