天津大学罗加严Angew:离子对接效应助力实现可充电的高电压镁-碘/氯电池

可充电镁(Mg)电池因其低成本和无枝晶生长倾向而被认为是一种有前景的储能系统。

然而,有限的正极材料选择,以及通常较低的电压和容量,限制了镁电池的发展。

基于此,2025年3月22日,天津大学罗加严等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Ion-Docking Effect Enabling Rechargeable High-Voltage Magnesium-Iodine/Chlorine Battery》的研究论文。

在此,作者通过利用两种卤素物种——碘阳离子(I⁺)和氯阴离子(Cl⁻)之间的离子对接效应,激活了卤素的正极活性,并开发了一种具有高能量和功率密度的镁-碘/氯(Mg-I/Cl)电池原型。

离子对接效应使I⁺和Cl⁻能够相互平衡和分散它们的电荷,减弱Cl⁻与Mg²⁺之间的配位强度,同时增强I⁺的稳定性,从而促进了卤素的多电子(2+1/3)氧化还原反应。

作者还发现,碘物种的溶剂化状态决定了I₀/I₃⁻/I⁻氧化还原对的反应过程。

所开发的镁-碘/氯电池具有高达3.0 V的显著高放电平台,容量超过400 mAh g⁻¹,并且展现出500个循环的稳定寿命,能够在20C下实现超快速充电,并在-30°C下进行低温循环。

这些发现可能为开发高能量密度镁电池系统提供新的见解。

Ion-Docking Effect Enabling Rechargeable High-Voltage Magnesium-Iodine/Chlorine Battery,Angew. Chem. Int. Ed.,2025. https://doi.org/10.1002/anie.202503209

天津大学罗加严Angew:离子对接效应助力实现可充电的高电压镁-碘/氯电池

上一篇:

下一篇: