镁离子电池具有大规模储能的潜力。然而，镁离子的高电荷密度在基质材料中建立了很强的插层能垒，导致扩散动力学迟缓和结构退化。

近日，济南大学Xijin Xu，松山湖材料实验室Hongfei Li，中国科学院深圳先进技术研究院报道了可以使用醚-水混合电解质来提高层状钒酸钠（NaV₈O₂₀·nH₂O, NVO）材料的比容量和循环稳定性，通过将1 M高氯酸镁（Mg(ClO₄)₂）溶解在四甘醇二甲醚（TEGDME）和水（体积比为4:1）的混合物中来制备该电解质。

文章要点

1）一方面，有机TEGDME溶剂优先在界面处分解，促进在NVO正极上形成均匀且坚固的正极电解质界面(CEI)膜，这可以有效地抑制钒物质的溶解。另一方面，水溶剂的屏蔽和润滑作用有助于Mg²⁺的快速扩散。

2）值得注意的是，少量水的引入不会大大降低有机TEGDME的ESW，因为游离水分子通过与TEGDME配位而被很好地稳定。TEGDME/H₂O的体积比为0.8∶0.2的优化混合电解质显示出3.9 V的ESW，这比纯TEGDME基电解质的4.1 V稍窄。

3）醚-水混合电解质结合了水体系的快速动力学和醚电解质的高稳定性的优点。结果显示，NVO正极材料在比容量、倍率性能和循环稳定性方面实现了增强的电化学性能，优于纯水和纯TEGDME对应物。

参考文献

Xiaoke Wang, et al, Ether−Water Hybrid Electrolyte Contributing to Excellent Mg Ion Storage in Layered Sodium Vanadate, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c11590

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11590