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鎂混合電池主要包括鎂鋰混合電池（MLHBs）和鎂鈉混合電池（MNHBs），它們可以結合Li /Na離子電池的高容量/高壓正極、快速離子嵌入/脫嵌到正極和高容量/無枝晶的鎂金屬負極的優點。因此，這兩種鎂混合電池在過去十年中獲得了越來越多的關注。

在此，中山大學閻興斌教授及西北民族大學王培煜教授綜述了鎂混合電池（MLHBs、MNHBs）迄今為止的研究成果，主要關注鎂混合電池的儲能機制。

首先，作者總結了鎂混合電池的結構特征和儲能機制（Daniel型、共插層和搖椅型）。然后，根據儲能機制分別回顧了MLHBs和MNHBs的研究進展。

最后，提出了MLHBs和MNHBs技術存在的技術障礙和發展前景，以構建更好的MLHBs和MNHBs。該綜述有助于設計和構建具有高能量密度、功率密度和優異循環穩定性的鎂混合電池，并將為鎂混合電池的工業應用奠定基礎。

圖1. Daniel型混合電池的概念和MLHBs的電化學展示

對于鎂混合電池，最大的挑戰是如何實現正離子快速和可逆地嵌入正極材料。可以從以下幾個方面進行改進，以達到提高插層速度的目的：

（1）應進一步尋找理想的正極材料，具有以下特點：既能容納Mg²⁺又能容納Li/Na離子、能承受高電壓、對Mg²⁺具有小的滯后效應；

（2）對鎂混合電池的雙離子電解液進行優化；

（3）了解電化學反應的機制，弄清電解液在電極表面的吸附情況；

（4）明確鎂混合電池的儲能機制；

（5）了解工作離子相互作用增強的效果。

圖2. “搖椅式”MLHBs的概念及性能

最后，作者展望了今后鎂混合電池的研究，將集中在以下六個方面：

（1）開發理想的正極材料；

（2）正極材料的結構設計要合理；

（3）應構建理想的雙離子電解液；

（4）充分探討鎂混合電池的具體儲能機制；

（5）加強金屬鎂負極的結構設計；

（6）低溫Mg混合電池的研究。

Recent advances in Mg-Li and Mg-Na hybrid batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.027

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