Linda F. Nazar教授EES：专为高压镁电池设计的弱离子配对电解质

高压可充电镁电池（RMB）因成本低、镁含量高而成为锂离子电池的潜在替代品。然而，后者与许多电解质的副反应严重阻碍了镁沉积/剥离的稳定性和动力学。

在此，加拿大滑铁卢大学Linda F. Nazar团队报告了一种新的、易于获得的溶剂设计电解质，有效地解决了离子对解离的困难，并以简单的Mg(TFSI)₂为盐促进了纳米级镁的快速成核/生长，实现了简便的界面电荷转移过程。在2 mAh cm^-2的实际容量条件下，无枝晶的镁沉积/剥离可维持7000多个小时（约10个月）。通过对工作电压高达3.5 V的PANI||Mg全电池进行基准测试，证明了这些电解质的高压稳定性。

图1. 循环后形貌

总之，该工作为稳定的高电压镁电池开发了一类新型共醚磷酸酯电解质(CEPE)。这种电解质系统依赖于两种关键成分：磷酸乙酯释放Mg²⁺/Mg 氧化还原的活性，共醚溶剂改善镁沉积/剥离的动力学和稳定性。重要的是，该工作证明了调整溶剂以破坏离子对形成的有效性，而这在 Mg(CB11H12)₂ 等阴离子盐中是不明显的。

因此，在 2 mAh cm^-2的实际等离子容量条件下，使用MgTFSI₂ 实现了超过 7000 小时（约 10 个月）的无枝晶镁沉积/剥离。使用优化电解质组装的 PANI||Mg 电池在 C/2 下可提供 240 mAh g^-1 的容量，在 2C下可运行 400 多个循环，达到 3.5 V 的工作电压。因此，该工作为低成本、高电压电解质的开发开辟了新的领域。

图2.电池性能

A Weakly Ion Pairing Electrolyte Designed for High Voltage Magnesium Batteries, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee02861e