前沿透视：Nature Energy - 打破记录，超高比功率镁电池

来源：今日新材料

高能量密度、低成本、环境友好的可充电电池是未来储能电池技术发展的必然趋势。其中以镁金属为负极的高能量密度镁电池，被认为是一种有望用于电动汽车的绿色储能电池，吸引了广大科研人员的关注。与锂电池相比，镁电池具有三个无可比拟的优势：（1）资源丰富：镁在地壳中含量丰富，约为13.9%；（2）体积能量密度高：镁负极的体积比容量高，为3833mAh/cm3，将近是锂金属（2046mAhcm-3）的两倍;（3）安全性高：在充放电过程中，镁金属负极不产生枝晶。

近日，休斯顿大学姚彦教授团队和丰田北美研究所Rana Mohtadi教授再次联手取得突破性进展，解决了一直以来镁电池实际功率密度较低的难题！研究团队提出了一种巧妙的两管齐下的策略：i）首先，采用4 4,5,9,10-四酮（PTO）为阴极，可以实现与Mg2+的固液异质烯化（C=O↔C-O-）氧化还原反应，从而绕开了常规Mg阴极难以解决的高固态扩散势垒难题，实现了快速且可逆的氧化还原过程。Ii）使用了基于硼团簇的弱配位电解质，该电解质不仅有助于Mg2+快速迁移，还可以可在20mAcm-2的电流密度下进行无枝晶的Mg电镀/剥离。所制备的镁电池具有30.4kWkg–1的超高比功率，比目前报道性能最好的镁电池还高两个数量级！值得注意的是，即使在100mAcm–2的高电流密度下，该电池也显示出可逆的Mg电镀剥离行为。

文献链接：
High-power Mg batteries enabled by heterogeneous enolization redox chemistry and weakly coordinating electrolytes，Nature Energy，2020

原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDc0NTY4OA==&mid=2247493352&idx=3&sn=1e90805993b9ae8be7b249a9faff8a76&chksm=e9c22bdfdeb5a2c9e3dfed7c2c25d4a6b2236c2b23b838adacbb8a66095b01619568f84e97c1&mpshare=1&scene=1&srcid=12016WtFrCez7Wu2yMK8elLY&sharer_sharetime=1606788835185&sharer_shareid=bd42e2ca4eac38ac75396775af17670f&exportkey=AYSFbsFXhshIclwmi%2BPR90E%3D&pass_ticket=Q%2FgyrOTJFD0Qi%2BqHLOj6NaponRuztTQL8ZW78XaN%2FI3HjhC98y%2B1loAwG7hnbiDf&wx_header=0#rd