传统水系镁离子全电池普遍存在容量不足和低电压平台的问题。这些限制源于电极材料的电化学不足和低的载流子承载的插层/脱嵌电位。
近日，松山湖材料实验室支春义教授，Hongfei Li报道了通过采用载流子承载电位补偿来提高电池的电化学性能，从而成功开发了具有高性能的镁钠离子混合电池。
文章要点
1）在新型的水/有机混合电解质中，前所未有的Mg1.5VCr(PO4)3（MVCP）正极与FeVO4（FVO）负极耦合，实现了可靠的高压工作。这种操作使杂化载流子 (Mg2+/Na+)实现了更充分的插层/脱嵌，从而显著提高了可逆容量（0.5A g−1下，达到了233.4 mA h g−1，92.7Wh kg−1electrode，超过了常规水溶液中的1.75倍)。此外，这可以协同地将整个电池的放电平稳期加宽/提高到1.50 V。在1 A g-1下进行1350次循环后，每个循环的容量衰减为0.018％，并且保持了平稳状态。
2）研究人员通过机理研究，进一步揭示了FVO向Fe2V3的反常相变和MVCP的低晶格应变赝电容插层/脱嵌化学。
这一策略有望促进其他高能水系混合电池的开发。
Yongchao Tang, et al, High-Energy Aqueous Magnesium Hybrid Full Batteries Enabled by Carrier-Hosting Potential Compensation, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202013315
https://doi.org/10.1002/anie.202013315
