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高溫電池是特種電池的重要分支。鎂金屬具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高熔點和不易生長枝晶等優(yōu)勢，因而鎂金屬電池被認(rèn)為是開發(fā)耐高溫特種電源的理想選擇。由于高溫條件下電解質(zhì)的穩(wěn)定性和界面反應(yīng)面臨較多挑戰(zhàn)，因此設(shè)計耐高溫電解質(zhì)并在鎂負(fù)極表面原位構(gòu)筑導(dǎo)鎂固體電解質(zhì)界面，是推動高溫鎂金屬電池實用化的關(guān)鍵。

中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所科研人員等在高溫鎂金屬電池聚合物電解質(zhì)研究方面取得進(jìn)展。該研究在新型鎂電池聚合物電解質(zhì)開發(fā)及鎂金屬負(fù)極界面構(gòu)筑等成果的基礎(chǔ)上，選用具有高熱穩(wěn)定性和優(yōu)異鎂負(fù)極兼容性的聚環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行改性，并引入雙官能團(tuán)小分子季銨化交聯(lián)劑策略，實現(xiàn)了聚環(huán)氧氯丙烷的原位交聯(lián)，并在其中引入季銨根官能團(tuán)。

研究發(fā)現(xiàn)，原位生成的季銨根官能團(tuán)具有較低的最低未占分子軌道能級，可優(yōu)先在鎂金屬負(fù)極表面發(fā)生分解，進(jìn)而形成富含Mg₃N₂的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合固體電解質(zhì)界面層。基于該電解質(zhì)體系組裝的Mo₆S₈//Mg電池在150°C高溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，穩(wěn)定循環(huán)超過200圈，容量保持率超過80%。同時，該電池在濫用狀況下展現(xiàn)出優(yōu)異的安全性。

上述研究為高溫鎂金屬電池的電解質(zhì)分子設(shè)計及界面優(yōu)化提出了新的研究思路，有望推動高溫鎂金屬電池的技術(shù)發(fā)展。相關(guān)成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。該工作由青島能源所和青島大學(xué)合作完成。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、青島市自然科學(xué)基金等的支持。

同時，青島能源所和青島科技大學(xué)等的科研人員，結(jié)合近年來鎂電池電解質(zhì)的研究成果，梳理了胺類和磷酸酯類功能添加劑在鎂離子溶劑化結(jié)構(gòu)調(diào)控、界面演化及鎂金屬沉積/溶解動力學(xué)等方面的功能機(jī)制。這為探討分子間電離/締合過程和獨特界面形成機(jī)制提供了新見解，并為高性能鎂電池開發(fā)提出了發(fā)展方向。相關(guān)成果也發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

論文鏈接：1、2

原位交聯(lián)聚合物電解質(zhì)及其衍生的負(fù)極界面實現(xiàn)高溫鎂金屬電池的穩(wěn)定循環(huán)