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由于高容量和自然豐富性，可充電鎂電池（RMB）正在成為鋰離子電池有前途的替代品。然而，傳統電解質中嚴重鈍化和沉積不均勻導致可逆性和循環穩定性差。

在此，新加坡科技研究局Zhi Wei Seh團隊將1-氯丙烷（CP）的共價分子引入傳統電解質中，以操縱鎂負極的動力學和表面化學。由于CP-Mg相互作用降低了Mg（002）晶面的表面能，在電沉積過程中優先形成具有（002）取向的水平排列片狀形態。

此外，CP的最低未占據分子軌道能級能夠在Mg電極表面原位形成穩定的富Cl界面。平面沉積形態與保護性界面相結合，可以有效抑制鎂電極與電解質之間的副反應，促進電化學反應動力學。所設計的電解質在不對稱電池中以99.79%的高庫侖效率實現了可逆的Mg沉積/剝離，并在25 mA cm^?2的超高電流密度下在對稱電池中保持穩定循環215小時以上。

圖1. Mg(OTf)₂+CP電解液對鎂金屬電池的電化學性能

總之，該工作提出CP的共價分子用于調節Mg(OTf)₂基電解質中的鎂負極的動力學和表面化學，實現抑制鈍化和水平排列的鎂沉積。電化學測量和結構表征表明，在鎂電極表面原位形成了強有力的富氯SEI，有效地減少了持續的電解質分解，促進了電化學反應動力學。

此外，由于CP和Mg電極之間的相互作用Mg(002) 晶面的表面能降低，促進了電沉積過程中水平排列的(002) 取向的片狀物生長。結果顯示，Mg(OTf)₂+CP電解液具有優異的電化學與電池性能。因此，該工作強調了通過電解質修飾來抑制鈍化和實現平面鎂沉積的重要性。

圖2. Mg//Mo₆S₈ 和 Mg//PTCDA 電池在 Mg(OTf)₂ + CP 電解液中的性能

Realizing Horizontal Magnesium Platelet Deposition and Suppressed Surface Passivation for High-Performance Magnesium Metal Batteries, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee02317

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?EES: 水平鎂沉積和抑制表面鈍化實現高性能鎂金屬電池

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