【双离子】EnSM：极快充放电双离子电池

Mg ²⁺ 具有较高的双单位电荷密度，导致固体扩散过程缓慢，严重阻碍了实用镁电池的发展。因此，迫切需要开发新的电荷存储机制来克服固有的动力学障碍。

近日， 厦门大学赵金保教授，杨阳，曾静 通过电化学Li ⁺ 插层方法，实现了Mg在Wadsley-Roth相TiNb ₂ O ₇ （TNO）中的快速扩散动力学，为制备高倍率、超长寿命的双离子电池做出了贡献。

文章要点

1 ） 通过在传统的全苯基复合电解液中加入锂盐，不仅可以将Li ⁺ 嵌入到TNO中，而且还可以将Mg ²⁺ 嵌入到TNO中，这意味着Li ⁺ 的嵌入可以激活Mg ²⁺ 的嵌入。同时，理论计算表明，Li ⁺ 的加入可以显著提高TNO的电子导电性，降低Mg ²⁺ 在TNO中的扩散能垒。

2 ） 此外，原位拉曼和非原位X射线衍射测量也表明，在循环过程中，Li ⁺ 的预嵌插改善了TNO的结构完整性。实验结果显示，基于TNO正极和Mg金属负极的双离子电池系统表现出高的可逆容量（0.1 C下的243.6 mAh g ^-1 ）和良好的高倍率循环稳定性（2000次循环后5 C下的容量保持率为85.1%）。因此，在Li ⁺ /Mg ²⁺ 共嵌入过程中，TNO的电子传递、离子扩散和结构完整性的协同增强使其成为制备高倍率双离子电池的一种有前途的主体结构。

参考文献

Dongzheng Wu , et al, Realizing rapid electrochemical kinetics of Mg2+ in Ti-Nb oxides through a Li+ intercalation activated strategy toward extremely fast charge/discharge dual-ion batteries, Energy Storage Materials (2022)

DOI: 10.1016/j.ensm.2022.07.042

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.07.042