水性可充电镁电池在本质安全、经济高效和可持续的能源储存方面具有巨大的潜力。然而，它们的可行性受到狭窄的电压范围以及电解质和电极之间的次优兼容性的限制。

在此，南京大学Jing Ma推出了一种创新的三元深共晶镁离子电解质，由 MgCl₂·6H₂O、乙酰胺和尿素以精确平衡的 1:1:7 摩尔比组成。该配方通过利用 Mg²⁺ 离子和两种有机成分之间的竞争性溶剂化效应进行了优化。

文章要点

1）基于这种三元共晶电解质、锰掺杂钒酸钠（Mn-NVO）阳极和六氰基铁酸铜阴极的全电池表现出较高的电压平台和高倍率性能，并表现出稳定的循环性能。

2）非原位表征揭示了 Mn-NVO 的 Mg²⁺ 存储机制，涉及初始的 Na+ 提取，随后是 Mg²⁺ 嵌入/脱嵌。详细的光谱分析揭示了阳极表面上关键的固体电解质界面的形成。此外，固体电解质界面表现出动态吸附/解吸行为，称为“呼吸效应”，大大减轻了电极材料的不良溶解和副反应。

这些发现强调了合理的电解质设计在促进有利的固体电解质界面的发展方面的关键作用，该界面可以显着增强电极材料和电解质之间的相容性，从而推动水性多价离子电池的进步。

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Xinmei Song, et al, Ternary Eutectic Electrolyte-Assisted Formation and Dynamic Breathing Effect of the Solid-Electrolyte Interphase for HighStability Aqueous Magnesium-Ion Full Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024

https://doi.org/10.1021/jacs.4c00227