隨著對太空和地下資源開發需求的日益增長，人們迫切需要開發出可以耐高溫（>100℃）的特種電源。然而，目前商業化的鋰離子電池通常在工作溫度超過80℃時就會出現顯著的性能下降，甚至會發生熱失控和爆炸，造成嚴重的安全事故。鎂金屬因具有化學穩定性好、熔點高（651℃）和不易生長枝晶等特點而表現出很高的安全性。基于此，鎂金屬電池在耐高溫特種電源領域具有重要的應用潛力。然而，常規的液態鎂電解質只能在較窄溫度范圍內工作，因此開發耐高溫的鎂電解質體系是發展高溫鎂電池的關鍵。近期，青島能源所崔光磊研究員帶領的固態能源系統技術中心與青島科技大學等單位合作，開發出了一種新型自支撐單離子導體聚合物電解質，以該電解質所組裝的鎂金屬電池表現出優異的高溫電化學性能和安全性。該自支撐聚合物電解質具有優異的電化學穩定性，其電化學窗口高達4.8 V（vs. Mg/Mg2+）。此外，由于具有類單離子導體的結構，該自支撐聚合物電解質的鎂離子遷移數達到0.79，遠高于常規液態電解液，所組裝的Mg//Mg對稱電池可以進行穩定的極化長循環，且循環后的鎂負極表面沒有明顯的不均勻沉積。由于具有較高的熱穩定性和良好的阻燃性，基于該電解質所組裝的Mo6S8//Mg電池不僅可以在寬溫區范圍內（30-150 °C）進行充放電循環，還在濫用狀況下展現出很高的安全性。該工作極大地推動了高溫、高安全鎂電池及其關鍵材料的發展。相關研究成果發表在Advanced Energy Materials，青島能源所葛雪松、宋富辰和杜奧冰為論文的共同第一作者，崔光磊研究員和青島科技大學周新紅教授為論文的通訊作者。上述工作得到了國家自然科學基金、中國科學院戰略先導項目、山東省重點研發計劃等項目的支持與資助。（文/圖 葛雪松 杜奧冰）原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201464Xuesong Ge#, Fuchen Song#, Aobing Du#, Yaojian Zhang, Bin Xie, Lang Huang, Jingwen Zhao, Shanmu Dong, Xinhong Zhou*, Guanglei Cui*. Robust Self-Standing Single-Ion Polymer Electrolytes Enabling High-Safety Magnesium Batteries at Elevated Temperature. Advanced Energy Materials. DOI: 10.1002/aenm.202201464.
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