长期以来，镁电池一直被认为是锂离子电池潜在的低成本、高能量和安全的替代品。然而，镁离子与电解液和正极材料相互作用强烈，导致离子解离和扩散缓慢，从而导致低功率输出。

近日，美国休斯敦大学Yan Yao，丰田北美研究所Rana Mohtadi报道了一种策略，通过双管齐下的方法克服离子解离和固态扩散的挑战，同时只存储Mg²⁺(而不是其配合物形式)：一方面，通过利用避免键断裂/重新形成的异相烯醇化氧化还原化学来实现快速的正极氧化还原动力学；另一方面，通过在醚类混合溶剂中使用由弱配位阴离子组成的电解质，改善电极表面的整体离子迁移率和Mg²⁺的脱溶。

文章要点

1）通过利用有机正极材料pyr-4,5,9,10-四酮（PTO）与改性的MMC电解质溶液偶合在独特的醚混合物中而具有高溶解度的改性MMC电解质溶液相结合，结果显示，这两种材料都表现出了优异的性能。相对于Mg2+/Mg，在2.1 V电压下记录的PTO比容量为315 mAh g^-1，以及使用改性的MMC电解质可实现面容量为3 mAh cm^-2的高电流（20 mA cm^-2）无枝晶镁电镀。

2）基于这种策略，研究人员最终成功开发了一款高功率镁电池原型，它具有高达20 A g⁻¹的充放电功率，提供30.4kW kg⁻¹的比功率，比目前最先进的镁电池（0.45 kW kg−1）高出近两个数量级。

Dong, H., Tutusaus, O., Liang, Y. et al. High-power Mg batteries enabled by heterogeneous enolization redox chemistry and weakly coordinating electrolytes. Nat Energy (2020).

DOI：10.1038/s41560-020-00734-0

https://doi.org/10.1038/s41560-020-00734-0