中科院青能所崔光磊等Angew.:从界面相到体相:多价金属电池离子传输动力学优化新范式!
电化学能源
2026-01-22 10:32
文章摘要
背景:可充电镁电池因能量密度高、安全性好和资源丰富被视为下一代储能系统,但二价Mg²⁺在电极界面去溶剂化动力学迟缓和在正极材料内扩散缓慢,导致电池性能受限,难以实际应用。研究目的:针对Mg²⁺去溶剂化和扩散动力学问题,研究引入盐酸乙胺(EA・HCl)添加剂,通过调控电解液结构和电极界面,构建含MgH₂的非钝化负极界面和刚柔耦合多层正极界面,并在正极体相形成氯基通道,以同步优化去溶剂化和扩散过程。结论:该策略借助配体交换机制,将Mg²⁺在Mo₆S₈中的扩散势垒从0.712 eV降至0.517 eV,基于此的Mo₆S₈//Mg全电池在1 C倍率下循环100次后容量保持率超80%,活化后正极搭配无氯电解液循环900 h容量保持率达80.3%,比容量超90 mAh g⁻¹。该策略具有普适性,可拓展至有机正极体系和钙金属电池,为高能量密度多价金属电池设计提供了通用方案。
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