​Nano Letters：基于三氟化硼四丁基铵添加剂的无氯化物电解质实现镁电池稳定性

可充电镁电池（RMB）已被提议为目前商业化锂离子电池有前途的替代品。然而，传统电解液中的镁负极钝化需要在电解液中使用高腐蚀性的 Cl^–。

在此，新加坡科技研究局Zhi Wei She团队首次设计了一种以双（六甲基二硅氮烷）镁（Mg（HMDS）₂）和三氟甲磺酸镁（Mg（OTf）₂）为主盐，三氟甲磺酸四丁基铵（TBAOTf）为电解质添加剂的无氯电解液。TBAOTf 添加剂改善了镁盐的溶解，从而增强了电解质中的带电物质。COMSOL模拟进一步揭示了该电解质中镁的理想生长。研究表明，富含 MgF₂ 的固体电解质界面 (SEI) 有助于实现出色的镁沉积/溶解且可实现高达 4.43 V稳定性窗口。

图1. 作用机制

总之，该工作配制并测试了一种新型电解质，其中三氟甲磺酸四丁基铵（TBAOTf）作为甘醇二甲醚溶剂中传统镁盐的添加剂（TBAOTf 从未作为镁电池电解质添加剂）。与单一镁盐制备的电解质相比，基于混合镁盐的电解质性能更好。添加剂中的 TBA⁺ 离子显着改善了镁盐的溶解，并提高了电解质活性。研究表明，在循环过程中形成了坚固的富含 MgF₂ 的 SEI，改善了 Mg 电镀/剥离的可逆性。配制的电解质可实现高达 4.43 V 的稳定性窗口。

图2. 电化学性能

Chloride-Free Electrolyte Based on Tetrabutylammonium Triflate Additive for Extended Anodic Stability in Magnesium Batteries， Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03740