复旦EnSM:同步调控溶剂化结构和界面工程实现可逆的镁金属电池 2024年6月5日 上午9:23 • 顶刊 • 阅读 26 Mg(TFSI)2 基电解液是一种非亲核、制备简单、稳定性较高的镁金属电池电解液体系。然而,由于复杂的溶剂化/去溶剂化过程和严重的界面钝化问题,Mg(TFSI)2 基电解液的电化学性能不足,限制了镁金属电池的发展。 在此,复旦大学余学斌团队选择有机胺二氯化物(NCxN·2HCl)作为 Mg(TFSI)2 基电解液的添加剂,同步调节溶剂化结构和电极-电解液界面。其有助于重新排列 Mg2+ 的溶剂化鞘,并在负极表面形成可传导 Mg2+ 的固体电解质界面相(SEI),促进了动力学。此外,胺阳离子也可以通过静电屏蔽作用引导均匀的 Mg2+ 沉积。其中,盐酸乙二胺(NCCN·2HCl)效果最佳,显著降低了电池过电位 (< 0.2 V),实现接近 100% 的库仑效率和稳定的长循环。 图1. Mg(TFSI)2-NCCN·2HCl-DME 电解液电化学性能评估 总之,该工作通过引入有机二胺盐酸可同步调节溶剂化结构和界面工程,从而显著提高 Mg(TFSI)2 基电解液的性能。其中,NCCN·2HCl 是最有效的添加剂,首先,与 DME 和 TFSI – 相比,通过电离生成的有机二胺与 Mg2+ 具有更强的配位性,导致部分 DME 和 TFSI– 被排挤出第一溶剂化鞘层,从而减少了溶剂分解引起的钝化层;其次,通过有机二胺与镁金属的化学和电化学反应,在镁负极表面形成的有机/无机混合 SEI 具有耐久性和高效的 Mg2+ 传输能力,促进了体系的动力学;最后,体积大且电化学稳定的 NCCN2+ 阳离子具有自修复静电屏蔽效应,可以引导镁金属的均匀沉积。 图2. 全电池的电化学性能测试 Synchronous regulation on solvation structure and interface engineering to enable reversible magnesium metal batteries, Energy Storage Materials 2024 DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103493 原创文章,作者:wang,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/06/05/3118eac669/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 华科校友一作+通讯!他,37岁当选院士,牛津大学,最新Nature! 2024年12月25日 师徒携手!中科大院士&「国家杰青」,最新JACS! 2024年6月15日 清华大学王定胜/李亚栋院士,重磅Nature! 2023年10月6日 JACS: Mn掺杂调控钙钛矿纳米板自旋极化,增强光催化CO2还原 2022年8月31日 港理工JACS: β-Ni(OH)2表面重构: 一种强化OER的自激活过程 2024年6月10日 计算+实验顶刊集锦:Nature子刊、Adv. Mater.、Angew等最新成果精选! 2022年10月22日