唐永炳/李振声EnSM: 可充电镁电池电极材料的发展与挑战

作为一种潜在的低成本和高能量密度储能技术，可充电镁电池（RMBs）自近百年前首次实现镁电化学沉积以来，在过去十年中呈现出复兴。

自从基于Chervel 相Mo₆S₈正极、金属镁负极和有机卤铝酸盐电解液构建了第一个可充电镁电池原型，之后越来越多的研究致力于推进RMBs。

图1. 镁金属负极的表面工程

在此，中科院深圳先进技术研究院唐永炳研究员与香港城市大学李振声（Chun-Sing Lee）教授等人基于对最新发展的分析，概述和讨论了RMBs当前面临的挑战。

然后，作者详细回顾了有关RMB关键部件的研究，即正极和负极的材料设计和工程。通过对RMBs代表性电极材料的系统检查，总结了阻碍镁电池技术实际应用的关键问题，并提出了潜在策略。

图2. 基于不同工作机制的代表性RMB正极

作者指出，目前RMBs面临挑战的解决方案应考虑综合和均衡策略。一方面采用高吞吐量模拟，模拟开发锂电池期间积累的经验，同时实验上的改进也很关键。

虽然RMBs具有广阔前景，但要充分发挥其潜力并实现实际商业化还有很长的路要走，这需要一种跨学科的方法，具有从有机化学到无机化学、从本体化学到表面和界面化学、从电化学到材料科学与工程等方面的深厚知识。

图3. 当前RMB面临的挑战和潜在解决方案的示意图

Development and Challenges of electrode materials for rechargeable Mg batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.019

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