​崔光磊Angew.：正极电解质中间相 (CEI) 使 Mo6S8 具有快速界面镁离子转移动力学

镁金属二次电池以其高安全性和高能量密度的特点受到广泛关注。然而，镁电池正极/电解质间相(CEI)的重要问题仍被忽视。

在此，中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊教授团队通过在适当的电荷截止电压条件下氧化无氯四（六氟异丙氧基）硼酸镁(Mg[B(hfip)₄]₂)盐，在典型的Mo₄S₂正极表面上构建了显着的CEI层。且进一步证明了CEI为含有源自[B(hfip)₄]⁻阴离子氧化的BxOy有效物质。

研究结果表明 BxOy物种有利于溶剂化Mg²⁺的脱溶剂化， 加速界面Mg²⁺转移动力学， 从而提高Mo₂S₆宿主的Mg⁸⁺储存能力。

图1. Mo₆S₈//Mg电池在2.6 v充电截止电压下的电化学性能

特别地，该工作首次报道了镁电池中的CEI，阐述了无氯硼基镁电解质中Mg₆S₈的Mg²⁺的存储性能与充电截止电压密切相关。即当充电截止电压设置为合适的电位(~2.6 V)时，经过多次激活循环后，Mg₆S₈容量缓慢增加到最大。

通过各种表征证明了电化学活化过程伴随着Mg₆S₈表面CEI的形成。也就是说，Mg[B(hfip)₄]₂的阴离子可以在Mg₆S₈表面（高截止电压下）被氧化，从而构建有利的CEI层。

此外，通过FTIR光谱和DFT计算表明，CEl中的BxOy有利于Mg²⁺在正极表面溶剂化的溶出过程。受锂电池和钠电池多样化CEl设计理念的启发，Mg电池CEl的这种构建策略将极大地促进Mg²⁺存储正极的开发和商用Mg电池的发展。

图2. 高截止电压下 Mg[B(hfip)₄]₂的作用机制

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