我国科学家研发出新型镁离子电池在大规模储能领域具有良好应用前景

五月六日，记者从我国科学院深圳先进技术研究院获悉，来自该研究院等单位的研究人员，成功研发出了一种基于不溶性有机负极材料的新型镁基双离子电池（Mg-DIB）。相关研究成果发表于国际顶级能源材料期刊《储能材料》上。

近年来，锂离子电池已广泛应用于消费类电子设备、新能源汽车及储能等领域。但是，锂资源储量有限且分布不均，难以满足未来社会对大规模储能的低成本要求。镁离子电池由于具有高容量、储量丰富等优势，在大规模储能领域具有良好的应用前景。“然而，金属镁负极在有机电解液中易发生钝化，导致镁离子不能可逆沉积/溶解，此外尚缺乏可逆脱嵌镁离子的正极材料，使得镁电的发展受到制约。”论文通讯作者之一、中科院深圳先进技术研究院研究员唐永炳说。

与传统的无机电极材料相比，有机电极材料由于其官能团与离子之间的温和氧化还原反应，表现出极具潜力的储镁能力。同时，如能结合双离子电池的工作机制，利用阴离子插层石墨正极的高反应电位和快速的阴离子扩散动力学，将极大提高镁离子电池的工作电压及电化学性能。

鉴于此，研究人员研发出了一种新型的镁基双离子电池，该电池采用3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺（PTCDI）小分子有机材料作为负极，膨胀石墨作为正极，含有镁盐的离子液体作为电解液。研究结果表明，Mg-DIB具有优异的倍率性能和循环性能，20C的高倍率充放电容量保持率为85%，在5C倍率下循环500次后的容量保持率为95.7％。唐永炳表示，该工作拓宽了镁离子电池电极材料的选择范围，并为新型储能器件的发展供应了新的思路。

我国科学家研发出新型镁基双离子电池

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