具有无卤化物电解质的镁电池由于电解质分解而导致镁金属负极的稳定性差。在此,加拿大滑铁卢大学Linda F. Nazar团队报道了一种低成本的镁支撑沸石膜解决其界面不稳定性问题。具体而言,该策略大大减少了Mg/电解质界面上游离二甘醇二甲醚的数量,同时允许Mg2+阳离子通过膜传输。
作者证明了在四(六氟异丙氧基)硼酸镁/二甘醇镁电解质中稳定的Mg沉积/剥离性能,并且其电池寿命延长了750倍(超过6000小时),以及库仑效率高达~98%。此外,与Mg负极配对的Mo3S4正极在200次循环中具有91%的容量保持率。
图2. 沸石膜的功能说明
总之,该工作报告了一种低成本沸石膜作为有效保护界面用于Mg金属负极,导致无枝晶和高度稳定的镁电镀/剥离。在0.25 M Mg(B(Ohfip)4)2/G2电解质中电池实现超长寿命 (> 8个月)。该沸石膜的作用是减少Mg/电解质界面上的游离溶剂含量,从而缓解溶剂的分解。
此外,在全电池中验证了沸石膜保护镁负极的优越性。因此,该策略代表了一种通过界面改性稳定金属负极电镀/剥离的可行且具有成本效益的途径,从而为高压镁金属电池的发展铺平了道路。
图2. 电池性能
Stabilizing magnesium plating by a low-cost inorganic surface membrane for high-voltage and high-power Mg batteries, Joule 2023 DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.012
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