利用二价Mg²⁺作为电荷载体的镁电池由于其在低成本、高安全性和高能量密度方面的独特性，在储能方面引起了人们极大关注。然而，Mg负极上钝化层的积累导致的短循环寿命严重阻碍了它们的进一步发展。

近日，中科大Wei Chen，霍夫曼先进材料研究院Hanlin Hu提出了一种抑制钝化层积累的新策略，通过使用有机溶剂-水电解质构建坚固的界面层来稳定Mg负极。

文章要点

1）有机溶剂在Mg负极上分解，形成富含MgO、聚醚镁的有机-无机混合界面层，防止自由水对Mg负极的侵蚀。此外，有机溶剂可与H₂O形成氢键，抑制水的活性，从而保护Mg负极。

2）为了突出溶剂-水电解质的优点，研究人员开发了一种Mg-MnO₂电池，其通过Mn²⁺/MnO₂化学中的MnO₂正极与Mg负极耦合。结果显示，Mg-MnO₂电池在约2.5 V时表现出良好的放电平台，在1000次循环后放电容量约为500 mAh g^-1。

该结果强调了通过水包溶剂电解质设计的界面工程来稳定Mg负极的可行性。

参考文献

Yan Xu, et al, Solid Electrolyte Interface Regulated by Solvent-in-Water Electrolyte Enables High-Voltage and Stable Aqueous Mg-MnO₂ Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103352

https://doi.org/10.1002/aenm.202103352