近日,我校与重庆大学联合培养博士研究生刘晓晨工作取得了重要进展,并于国际TOP期刊《Chemical Engineering Journal》发表题为《Innovative Fluorinated Boron-Based Electrolyte Harmonizes Interface Chemistry-Electrochemistry of Mg Anode for Accessible Rechargeable Mg Battery》的科研成果。据悉,该同学的课题研究方向为有机硼镁盐可充镁电池电解液,其联合培养指导教师为我校文家新副教授,主要依托我校校级科研平台低碳建筑与绿色建材技术研究中心开展研究工作
该工作设计合成了一种价廉易得的苯基氟硼酸镁复合电解液(MPFBC),它由路易酸三氟化硼(BF3)和路易斯碱苯基氯化镁(PhMgCl)反应制备而成。MPFBC电解液能使MgǀǀMg电池在0.5 mA cm−2电流密度下长期稳定循环,并保持低于100 mV的过电位;还可以确保MgǀǀMo6S8电池在经过1000次循环后保持62.6 mAh∙g−1的放电比容量。此外,本研究提出了化学-电化学协同调控界面化学的新机制:利用电解液对镁金属的化学腐蚀,在电极表面构筑具有大量细小腐蚀坑的初始形貌;这些预制的坑结构在后续电化学过程中可作为Mg2+沉积/溶出的活性区域,不仅有效调控了Mg2+通量,还促进了金属镁的均匀沉积/溶出行为。
该工作为可充镁电池的商业化应用提供可行的电解液方案,同时所提出的化学—电化学协同的界面调控策略可丰富可充镁电池的界面理论。

文家新博士指导刘晓晨实验

图a) MPFBC的制备反应方程式;b)三款MPFBC电解液在MgǀǀMg对称电池的循环性能;c)MgǀǀMo6S8的长循环性能;d)化学-电化学协同调控界面化学的示意图
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164545