电子偶极驱动的界面稳定性技术在耐腐蚀镁金属电池中的应用

《ACS Energy Letters》：Electronic Dipole-Driven Interfacial Stabilization for Corrosion-Resistant Magnesium Metal Batteries

　　

摘要

镁（Mg）金属电池是很有前景的下一代储能平台，但其实际应用受到镁金属阳极在高速运行或长时间停放时形态不稳定和腐蚀问题的制约。在这项研究中，我们通过调节甲氧胺溶剂中的电子偶极子来改变镁金属的电子功函数（Φ）。具体而言，将铟阳离子（In³⁺）原位掺入电解液中会产生一个界面偶极子，从而提高镁表面的功函数，减轻甲氧胺电解质自身的腐蚀问题。同时，亲镁的In层能够促进镁的均匀六方晶体生长并抑制树枝晶的形成。这种电子与化学的协同作用使得在实际电流密度下库仑效率超过98.5%，循环寿命延长了八倍，并且在多种溶剂中都表现出良好的性能。在采用Mo₆S₈正极的完整电池中，该系统在1C电流下可进行1000次以上的硬币型电池循环和300次以上的软包电池循环，证明了界面电子调控和成核控制能够为多价金属电池带来前所未有的寿命稳定性。