雙離子電池作為鋰離子電池最有前途的替代品之一，它在副反應方面面臨嚴峻挑戰，尤其是在負極。迄今為止，大多數報告都側重于減少這些副反應。

在此，南洋理工大學潘軍，山東大學楊劍等人以鎂為例，提出了一種實現雙離子電池穩定循環的新方法。在放電過程中，鎂可被氧化成Mg²⁺，從而補充因副反應而損失的陽離子。同時，陰離子從石墨中釋放出來，以維持電解質中的電荷平衡。此外，在循環過程中形成的Li₃Mg₇可促進鋰的電鍍/剝離。

因此，鎂||石墨即使在沒有預層析的情況下也能表現出很高的庫侖效率（≈96.5%）和穩定的循環性能（在 2 C 下循環 1700 次后≈94.6%），遠遠優于銅||石墨和石墨||石墨。

圖1. MD模擬

總之，鎂箔的開發是為了通過鎂的電化學氧化減輕 Li⁺ 損失造成的陽離子衰竭。新形成的 Mg²⁺ 能顯著提高 DIB 中石墨釋放陰離子的能力，從而提高可逆容量、循環穩定性和循環壽命。同時，鎂會在循環過程中逐漸轉化為 Li₃Mg₇，從而促進鋰的剝離并提高能量密度。

結果顯示，Mg||G 在 2 C 下循環 1700 次后，容量保持率達到 94.6%，遠高于無負極鋰金屬電池、鎂金屬電池和雙離子全電池。Mg||G 軟包電池可為一個小型電風扇和 120 多個藍色 LED 供電，這表明 Mg||G 電池在未來具有廣闊的發展前景。更重要的是，這種基于”消耗和補充”的概念已成功應用于 K、Na 和 Ca。

圖2. 電池性能

Durable Cation Replenishing to Activate Anion Releasing for Enhanced Electrochemical Performance of Dual-Ion Full Batteries，Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202310449