麦立强教授，最新Angew.！

由于镁金属负极的高理论容量（3833 mA h cm^-3）和低的电化学电位（-2.37 V vs标准氢电极），镁电池被认为是极具潜力的下一代高能量储能电池体系。此外，镁电池还兼顾有高安全性(镁金属负极在大多数情况下无枝晶生长风险)、高资源储量（地壳中镁元素含量为2%）和低成本等优势。

然而，与单价（Li/Na/K）金属电池不同，使用传统的碳酸酯类电解液会在镁金属负极表面形成钝化层，阻碍了镁离子的传输和可逆的沉积/溶解。因此，如何开发高界面兼容性和高稳定性的电解液是推动镁电池发展的关键。

在此，武汉理工大学麦立强教授团队利用“金属置换反应”合成了一类具有高溶解性和界面兼容性的氟化烷基镁盐（Mg(ORF)₂），并系统地研究了三氟甲基(-CF₃)的数量和位置对电解质电化学性能的影响。

Mg(ORF)₂中三氟甲基（-CF₃）官能团的数量和位置对电解液性能影响重大，基于氟化程度最高的镁盐配置的电解液（Mg(PFTB)₂-MgCl₂-AlCl₃/DME），可以在电池循环过程中与镁金属负极原位反应，形成稳定的含氟有机-无机复合固体电解质界面(SEI)。该电解液大幅提升了镁金属负极的循环寿命和镁电池的循环稳定性，提高了镁电解液的实用性。

图1. MD模拟

总之，这项工作深入研究了氟化烷基镁盐在镁电池电解质中的应用和作用机理。通过对镁离子溶剂化结构的重构，该类电解液不仅展示出了更高的氧化稳定性，而且有助于原位形成稳定的富含MgF₂的SEI。

其中，基于氟化程度最高的镁盐配置的电解液不仅展示出了超长镁金属负极循环寿命（2000小时），还保持超高的平均库仑效率（99.5%）。其次，作者通过对SEI层的立体、多视角表征，总结了影响镁金属负极稳定性的关键原因。该工作为合理的设计和合成镁盐在电解质领域的应用提供了更多的可能性。

图2. Mg/Mo₆S₈全电池的电化学性能

Revealing the Interfacial Chemistry of Fluoride Alkyl Magnesium Salts in Magnesium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202301934